民用客机主流航空发动机简介

美国GE 公司所生产的所有飞机发动机型号

发动机联盟（GP ）的GP7000型和罗尔斯罗伊斯（劳斯莱斯）的遄达900型区别

"发动机联盟"成立于1996年8月，是GE 和普惠投资各占50%

的有限责任公司，该公司负责开发、制造、销售新一代超大型（450座以上）宽体长航线客机系列的发动机，并为之提供技术支持。A380一旦服役，将成为航空史上有效载荷最大的民用飞机，最初型号的航程为7650海里到8000海里，计划以后还要扩大航程，因而需要可靠的新推力级（310～340千牛左右）的航空发动机。

GP7000是由GE 公司的GE90和普惠公司的PW4090这两款ETOPS （双发延程运行）发动机发展而来的，是一款基于成熟技术且不断改进的衍生体，恰好与罗·罗公司为A380设计遄达900的思路不谋而合。遄达900 和GP7000是全新的发动机，但是他们所用的技术都是基于已经验证过的成熟技术，再以此为基础，不断改进创新，然后水到渠成--成功开发出相当推力级的发动机。

部件特色

GP7000的机械部件由GE的核心机加上普惠的低压部分和齿轮箱组成。GE的核心机包括：9级高压压气机，2级高压涡轮和低排放的单环燃烧室；普惠低压部分则包括：1级风扇，5级低压压气机，6级低压涡轮。

风扇采用空心钛合金宽弦后掠风扇叶片，这种叶片是为减轻风扇振动、提高抗外物损伤能力和减轻叶片质量而研究的，普惠在PW4084上已有运用。空心风扇叶片并不是绝对空心的，在空腔中采用了一些加强的结构，而后掠的作用是降低叶尖进口相对马赫数的法向分量，从而降低叶片的激波损失，提高风扇的效率。而遄达900也采用了宽弦的钛合金后掠风扇叶片，可见，掠形设计已逐渐成为风扇叶片的主流。包容系统采用凯夫拉-铝的复合材料，重量轻且抗腐蚀。GP7000的高压压气机吸收了GE公司从CF6，CFM56到GE90

的设计经验，其9级高压压气机的压比为19，由GE90发动机的10级高压压气机按0.72的比例缩小，并减少1级压气机。其特点是：使用三维气动设计的低展弦比叶片，具有更高效率、可防止外物损伤和更好的失速裕度；使用热匹配机匣和转子使叶片间摩擦减少，从而保证了较高的气动性能；1级宽弦前掠整体叶盘简化了装配结构，减少了维修费用。

燃烧室是结构简单、低废气排放量的单环结构，火焰筒内外壁均有多孔气膜冷却，头部有高压空气雾化喷嘴，采用单晶合金折流器，可提高头部耐久性，具有较好的高温抗氧化能力。采用富油-快速掺混-贫油燃烧方案，优化了燃气在燃烧室的滞留时间，减少了排放以满足目前和未来的CAEP4排放标准，并有一定的裕度。另一方面也可满足空中再点火的要求。

高压涡轮继承了GE90的2级轴流式。涡轮转子叶片用Rene N5单晶镍基合金铸成，轮盘采用具有损伤容限能力的编号为ME3的新型镍基粉末合金。这些材料是为超声速民用运输机发动机研究的，其高温强度、高温低周疲劳寿命和高温裂纹扩展都有所提高和改善。高压涡轮盘轮缘上不开孔以提高强度，同时可减少因螺栓头及螺帽引起的风阻损失，且能降低维修费用。

GP7000低压涡轮的设计目标是提高效率和降低成本，途经是高升力的三维叶片设计与低压涡轮各级导向器叶片周向相对位置合理布局相结合。低压转子内采用浮动中心环封严，较好地控制了径向间隙。涡轮转子叶片和静子叶片轴向间隙的优化有助于降低发动机噪声。

与罗·罗公司的三转子结构不同，GP7000沿用了GE和普惠运用成熟的双转子发动机结构，优点是结构简单，轴承、油槽、封严件和框架较少。单元体结构简化了发动机的维修。紧凑、高刚性的高压转子，以及普惠公司在PW4090上就已使用的"易脆"轴承，可提高性能保持能力并延长发动机的在翼时间。

控制系统

GP7000的控制系统是GE公司提供的第三代全权限数字式电子控制系统（FADEC III）。FADEC III虽然是基于GE公司前两代成功运营经验而开发的，但相对于其先前的FADEC 装置，第三代产品的速度快10倍，存储能力大8倍，提供了更大的控制系统余度，从而提高了发动机控制的可靠性，且具备今后技术升级的能力。它将成为未来所有GE公司大型民用发动机的标准配置。在GP7000上使用前，FADEC Ⅲ将在GE90-115B和CFM56-7上先服务若干年。FADEC III双通道处理器能全面操作所有发动机控制系统，容许单参数故障和各类多参数故障，而不会对发动机的工作造成不利影响。当发动机探测到两个通道中有一个失效状况，FADEC III主动将主发动机控制系统转移给备份通道，并将故障通知发动机和飞机的故障监视系统。这样的功能得益于GP7000采用了新的模拟诊断技术。

FADEC III的高速处理器和大容量储存器将首次允许在高度仿真的发动机性能模型中

加入故障诊断逻辑，通过计算"虚拟传感器"值并与其他测得的发动机参数进行比较，可鉴别出是一个传感器失效还是其他部件的问题。

GP7000的电子定量屑末监视器（QDM）可省去定期人工检查滑油系统中的磁性屑末探测器。GE90发动机上就已使用这一设备，并通过运营已证明其可靠性，它可对一个轴承或是其他滑油浸润部件非正常损坏做出准确的预报。

GP7000是第一款在FADEC中拥有先进信号滤波能力的发动机，这种信号滤波能力可隔离和诊断即将出现硬件损坏征候的振动。振动信号的预先确定便于决定是立即维修，还是允许飞机继续运营。

所有这些都将提高飞机准点到达率和防止破坏性的发动机空中停车。

性能综述

GP7000具有可用于A380客机和货机的两个不同推力级的发动机，即：GP7270，推力为311千牛，涵道比为8.7，总压比为43.9，长度为4.75米，直径为3.16米，用于560吨级的A380-800客机；GP7277，推力为340千牛，涵道比仍为8.7，总压比为45.6，长度和直径都与GP7270一致，用于590吨级的A380-800货机。这两款发动机的推力在海平面上30℃的温度下都保持不变。而且随着A380飞机对推力要求的增加，GP7000在同样的框架尺寸内对风扇和高压涡轮稍作修改就能使推力超过374千牛。

为减小噪声，GP7000采用了较大的涵道比（约为9），降低了风扇压比；在风扇转子叶片和专门造型的风扇出口导向叶片之间采取了大的轴向间距；在低压压气机和低压涡轮上优化转子叶片和静子叶片数目，以降低源噪声；还设计了锯齿形的核心排气喷管。"发动机联盟"的目标是装备了GP7000的A380飞机在最大起飞重量时还能满足伦敦希思罗空港的

QC1、QC2噪声水平要求。

通体三维气动设计使GP7000的叶轮机部件效率达到很高的水平，改善了发动机的燃油效率，降低了运行成本，有助于实现A380长达14820千米的设计航程.

罗尔斯·罗伊斯公司遄达900 发动机是空中客车A380 飞机的启动发动机，也是首台按照计划于2003 年3 月投入运行的发动机。该型发动机按计划于2004 年10 月取得型号认证。首架由遄达900 发动机提供动力的A380 飞机于2005 年4 月进行了首飞。投入运营的该型发动机的推力为70,000 磅至76,500 磅，但其认证推力高达80,000 磅。

遄达900 发动机在A380 飞机上迄今已经累积了7500 多个飞行小时，并在地面运行和飞机上完成了近30,000 次循环。在开发计划所涉及的5 架A380 飞机中，有4 架是由罗尔斯·罗伊斯公司的发动机提供动力。在测试计划过程中，遄达900 发动机被证明是一款极为可靠的发动机，再次展示了罗尔斯·罗伊斯公司在发动机设计方面的低风险方法具有优势。在飞行测试中，该型发动机完成了严寒、酷热及高性能等极端测试条件下的测试，使

A380 飞机达到了在运营中从未达到的高度和速度，以及使该型飞机保持飞行所需的最小速度。测试结果非常出色，并验证了性能预测，使遄达900 发动机能够按计划实现所有关键目标。

遄达900 发动机是A380 飞机采用的最轻、最环保的发动机。该发动机是世界上最清洁的大推力发动机，也是A380 飞机采用的最安静的发动机。此外，该发动机还是罗尔斯·罗伊斯公司迄今制造的最大的发动机，其直径将近10 英尺。

该发动机通过了飞机的噪声认证，表明其可轻易达到包括伦敦希思罗机场在内的机场所采用的严格的QC1 和QC2 限制。希思罗机场是A380 飞机的启动客户新加坡航空公司规划的A380 飞机的初期目的地之一。新加坡航空公司定于2007 年接收其首架A380 飞机。在11 家已经选定了A380 发动机的航空公司客户中，有7 家都选择了遄达900 发动机，使该发动机在确认和意向订购的飞机中所占市场份额达到51%。这7 家航空公司是新加坡

航空公司、维尔京大西洋航空公司、快达航空公司（Qantas ）、德国汉莎航空公司、马来西亚航空公司、Etihad 航空公司和中国南方航空公司。

自1995 年在A330 飞机上首飞的遄达700 发动机以来，遄达900 发动机是目前制造的遄达系列发动机7 个成员中的第4 个成员。

罗尔斯·罗伊斯公司与全球的合作伙伴一起共同研发了遄达900 发动机。7 家公司作为风险与收入共享合作伙伴参与了该发动机的研发计划，他们是：西班牙ITP 公司、Hamilton Sundstrand 公司、美国的古德里奇(Goodrich) 和霍尼韦尔(Honeywell)公司、意大利Avio 公司、瑞典Volvo Aero 公司和日本的Marubeni 公司。此外，韩国的三星技术（Samsung Techwin）公司和日本的川崎重工和石川岛播磨重工也参与了该计划。

遄达900 发动机的“惊人数据”

起飞时，A380 的4 台遄达发动机提供的推力相当于3500 多辆家用汽车的推力之合！

发动机风扇每秒吸进超过1.25 吨空气，而当空气离开发动机后部的喷嘴时，空气被加速到近1,000 英里/小时（1,600 公里/小时）的速度。

遄达发动机大修间隔约13,000 个飞行小时，相当于飞行700 万英里……或环绕世界飞行250 圈。

燃油在遄达发动机燃烧室的燃烧温度高达2,000 摄氏度。由于在超过1300 摄氏度时，发动机某些部件的金属将开始融化，因此，该发动机采用了精密的冷却系统。

第二期、各型民航发动机的图鉴及介绍

GE 90

GE 90发动机是由通用电气航空发动机公司（以下简称GE公司）研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。于1995年11月正式进入商业运营，有GE 90-94B和GE 90-115B两种型号，其中GE 90-115B这一型号的发动机推力达到127,900磅是吉尼斯世界纪录中推力最大的发动机。现用于Boeing 777-200、Boeing 777-200ER、Boeing 777-200LR、Boeing 777-300ER 和Boeing 777 Freighter等飞机。

GEnx

GEnx发动机是由GE公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机，最大推力63800磅。核心机主要部件（详见示意图）：轴流式压气机（包括1级风扇、4级低压压气机和10级高压压气机）、环形燃烧室和轴流式涡轮（包括2级高压涡轮和7级低压涡轮）。GEnx发动机现用于Boeing 78和Boeing747-8飞机，未来将用于A350等飞机。

GP7000

GP7000是由GE公司和普拉特惠特尼公司（以下简称普惠公司）组成的“发动机联盟"联合研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。核心机部件由GE 公司的高压部分和燃烧室加上普惠公司的低压部分和齿轮箱组成（GE公司部分包括9级高压压气机、2级高压涡轮和单环燃烧室；普惠公司部分包括： 1级风扇、5级低压压气机和6级低压涡轮）。GP7000发动机可选装于空客A380飞机，根据客机和货机的型号不同，可分为GP7270(推力311KN)和GP7277（推力340KN）两种型号。

PW4000系列

PW4000型发动机是由普惠公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。1987年7月首次交付使用，用于Boeing 767和A310飞机。主要分为三个型号PW4000-94、PW4000-100、PW4000-112。其中PW4000-94发动机用于A310-300，

PW4000-112发动机用于Boeing777飞机。A300-600，B767，B747-400，MD-11等飞机；PW4000-100发动机用于A330飞机；

PW4000是一系列发动机的总称，具体发动机型号则在PW之后用4位数字表示，其中第1位数字“4”，表示普惠公司生产的民用大推力发动机；第2位数字表示飞机制造商的代号，0表示波音公司，1表示空客公司，4表示麦道公司；第3、4位数字表示推力级，即该2位数乘以1000即为该发动机的以磅为单位的推力值。例如，PW4052表示用于波音公司、起飞推力为52000磅的发动机。

PW6000

PW6000发动机是由普惠公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。于2007年投入使用，发动机推力为 18,000 - 24,000 磅，主要针对100座左右的飞机。目前主要用于空客A318飞机。主要有两种型号PW6122A 和PW6124A分别用于A318和A318 Elite飞机。

RB211系列

RB211系列发动机是由罗尔斯罗伊斯（劳斯莱斯）股份有限公司（以下简称罗罗公司）研制生产的高涵道比三转子轴流式涡扇发动机。于1972年投入使用，发动机的推力为37400-60600磅，并且RB211发动机是世界上最早的三转子发动机。主要型号有RB211-524和RB211-535分别用于Boeing747-300和Boeing757

等飞机。

Trent系列

Trent系列发动机是由罗罗公司研制生产的高涵道比三转子轴流式涡扇发动机。Trent系列发动机是在RB211系列发动机基础上发展起来的，于1990年8月投入使用，发动机的推力为53000-95000磅。主要型号有Trent500、Trent700、

Trent800、Trent900、Trent1000和TrentTWB。分别用于A340-500、A340-600；A330; 777-200、 777-200ER、777-300;A380；Boeing787等飞机。

TrentXWB

TrentXWB发动机是罗罗公司正在研制的高涵道比三转子轴流式涡扇发动机，未来将用于A350飞机。设计推力分别为75,000磅（适用于A350-800）、84,000

磅（适用于A350-900）及97,000磅（适用于A350-1000）。

CFM56系列

CFM56系列发动机是由美国的GE公司和法国的斯纳克玛公司组成的CFM国际公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。于1974年6月投入使用，发动机的推力为18,000至34,000磅。主要型号有CFM56-3、CFM56-5B和CFM56-7B

分别用于Boeing 737-300/400/500；A320系列；Boeing737-700/800/900。

CFM56 LEAP

CFM56 LEAP发动机是由CFM国际公司正在研制的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。设计推力为：24,500 – 32,900 磅（适用于A320neo）；

20,000 – 28,000 磅（适用于Boeing737 max）；27,980 – 30,000磅（适用于C919国产大飞机）。

V2500

V2500发动机是由国际航空发动机公司（IAE）研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。IAE于1983年成立，由四家航空发动机生产商合资而成，包括普惠公司（负责燃烧室及高压涡轮部分）、罗罗公司（负责高压压气机部分）、日本航空发动机公司（负责风扇及低压压气机部分）和MTU发动机公司（负责低压涡轮部分）。于1988年投入使用，发动机的推力为25000-28000磅，适用于A320系列飞机。