Как производители двигателей получают различную величину тяги от одной модели двигателя?

Какие изменения производители вносят в двигатель, чтобы варьировать величину тяги, которую он производит, для различных применений? Возьмем, к примеру, GE CF34, где разница в 10780 фунтов между тягой, создаваемой самым маленьким CF34-3 и CF34-10E.

@Penguin мы не разрешаем ответы в комментариях Пожалуйста, не стесняйтесь публиковать ответ.

Ответы (2)

CF34-3 и CF34-10E — совершенно разные двигатели. -10 производит больше тяги по ряду причин:

Он имеет более высокий массовый расход . CF34-3 имеет 44-дюймовый вентилятор, а -10E — 54 - дюймовый. Таким образом, массовый расход будет выше в -10E, а тяга связана с массовым расходом.

Коэффициент двухконтурности другой : -3 - 6,2, а -10E - 5,4. Это также связано с разными диаметрами вентиляторов и вызовет разницу в тяге (даже если массовый расход был одинаковым).

Это существенно разные двигатели . -3 весит 700 кг, а -10Е весит 1700 кг. Таким образом, это гораздо больше, чем просто настройка лопастей или изменение графика подачи топлива, ни одно из которых не изменит вес. С такой разницей в весе можно ожидать, что -10E будет примерно в два раза мощнее, поэтому на самом деле возникнет вопрос, не будет ли он значительно выше, чем -3.

Температуры турбин также различаются из-за большой разницы в технологических уровнях каждого двигателя. -3 был сертифицирован в 1995 году, по сравнению с -10E в 2013 году . Сертификат типа EASA EASA для -10E показывает, что максимально допустимая температура выхлопных газов при взлете составляет 983 градуса по Цельсию. Для сравнения, максимальный EGT -3 для взлета составляет всего 871 по Цельсию.

Что касается интервалов капитального ремонта , эта информация, как правило, является частной собственностью, поскольку она имеет коммерческую тайну. Таким образом, вы не найдете много информации. Достаточно сказать, что авиакомпании не зарабатывают деньги, если двигатели нуждаются в частом капитальном ремонте, поэтому более поздние версии с лучшими характеристиками жаропрочных материалов, вероятно, будут иметь более длительные интервалы между капитальными ремонтами, чем двигатели более раннего поколения, произведенные в то время, когда более короткие периоды были нормой. , и приемлемо тогда, но не сейчас.

При первоначальной разработке конструкция двигателя будет иметь «термодинамический предел», который устанавливает максимальную энергию, которую вы можете извлечь из базовой конфигурации ядра. Поскольку первоначальная разработка очень консервативна, при первой разработке в конструкции будет достаточный термодинамический запас, позволяющий пропускать через нее больше энергии с различными изменениями деталей и улучшениями в последующих версиях, поскольку конструкция проверена в эксплуатации. Например, усовершенствование лопастей компрессора или добавление ступеней компрессора позволит вам сбрасывать больше топлива в камеру горелки, что позволит вам управлять вентилятором большего размера и увеличить номинальную тягу.

Есть негативные побочные эффекты. В какой-то момент, когда вы потребляете все больше и больше энергии, вы начинаете натыкаться на физические ограничения ядра, и при этом вы начинаете значительно поглощать запасы рабочей температуры двигателя (разница между нормальным рабочим ITT и максимальным ITT среди другие вещи), чтобы получить желаемые значения тяги, что означает все меньшее и меньшее время между капитальными ремонтами.

Версии -3 CF-34 сильно подвержены нагрузкам, и они довольно долго ходят между капитальными ремонтами. По мере того, как вы продвигаетесь вверх по тире, среднее количество часов между капитальными ремонтами становится все короче и короче.

В частности, на CF34 есть еще одно существенное различие между -3s и более поздними моделями, потому что впускное отверстие компрессора за вентилятором «заподлицо» с внутренним конусом выхлопного канала вентилятора, чтобы сделать двигатель более устойчивым к FOD (цель программа А-10, где изначально родился двигатель). В более поздних номерах тире, чтобы улучшить способность ветряка и эффективность работы, GE изменила вход компрессора, чтобы получить немного больший эффект набегания. Это имело побочный эффект: двигатель втягивал гораздо больше песка, что намного быстрее разрушало лопатки компрессора и сокращало срок службы двигателя (в этом очень помогает использование гибкой тяги).