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通用電氣在民用發動機上應用復合材料遭質疑
2012-5-21 來源:中國聚合物網
關鍵詞:復合材料 民用發動機 通用電氣

  通用電氣公司的發動機設計中同時采用了上述兩種方法,但是更側重于后者。CMC是由碳化硅纖維和陶瓷基體組成的,其密度只有金屬材料的三分之一,但耐溫能力達到1480°C(2,700°F),比傳統金屬提高200°C到240°C。

  普·惠公司的齒輪傳動渦扇發動機并沒有采用新型材料,但使用了全新的“超冷”系統來保持發動機金屬渦輪葉片的工作溫度低于其熔點溫度。

  普·惠公司的Adam說:“空氣冷卻仍然是提高渦輪進口溫度的最佳途徑。”

  Adam承認在缺少先進材料的情況下,提高核心機溫度最終會使冷卻系統變得更加復雜。這就要求必須對冷卻劑本身進行冷卻,而不是簡單的將空氣直接引入渦輪內部。這意味著所引氣體要首先引至核心機外并通過換熱器,然后重返核心機內部對渦輪高溫部分進行冷卻。

  對于通用電氣公司來說,上述方法風險顯然太高。

  Carlson說:“對于像Leap這樣的民用發動機,當擁有更好材料的時候,我們不需要使用主動冷卻這樣的技術給發動機增加額外的復雜度。”

  但是CMC能否用在核心機中,哪怕不是在其最惡劣的環境下應用仍然存在爭論。CMC由美國航空航天局(NASA)和軍方于20世紀80年代中期開始研制,并最終應用在通用電氣公司已經被取消的F136發動機第三級低壓渦輪導向器葉片上。

  但是由于制造成本高和對材料在使用中可靠性的疑慮導致CMC應用到民用發動機領域的步履緩慢。普·惠公司Adams估計CMC的制造成本要比傳統材料高出10—100倍,但通用電氣公司可能由于缺少像普·惠公司這樣先進的冷卻技術,而不得不使用CMC材料。

  Carlson則回應說通用電氣已經解決了這些阻止普·惠公司將CMC材料立即投入使用所碰到的問題。

  他表示:“普·惠公司無法得到我們是如何設計和制造CMC零件的商業秘密和專利信息,這確實是一個獨一無二的過程,我們已經掌握了這一方法。”

  作為長期目標,普·惠公司認為CMC具備使齒輪傳動渦扇發動機燃油效率進一步提高的潛力。實際上,公司對其長期目標的解釋就是“解決CMC的成本和可靠性問題”。

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