Авиационные двигатели семейства LEAP, разработанные консорциумом CFM international, используют технологию изменяемых воздушных потоков, поступающих в охлаждающие каналы лопаток турбины высокого давления. Об этом в интервью Aviation Week рассказал руководитель программы LEAP в американской компании GE Aviation Гарет Ричардс. GE Aviation является учредителем CFM International.
По словам Ричардса, эта технология используется впервые в авиационном двигателестроении. Технология позволяет оптимизировать работу двигателя в целом. При полете в крейсерском режиме лопатки турбины высокого давления нагреваются существенно меньше, чем во взлетном режиме, и требуют меньшего охлаждения. Изменяемые воздушные потоки позволяют оптимизировать температурный режим турбины.
В современных авиационных двигателях также используется воздушное охлаждение лопаток турбины высокого давления. Воздух нагнетается в охлаждающие каналы компрессором высокого давления, причем его давление постоянно на всем протяжении работы силовой установки. По словам Ричардса, воздух для охлаждения отбирается из общего объема, сжимаемого компрессором, что ухудшает общие параметры двигателя.
Лопатки турбины высокого давления, установленной за камерой сгорания, во взлетном режиме могут разогреваться до 1,7 тысячи градусов Цельсия. При этом их охлаждение производится воздухом из компрессорной зоны, уже нагретым до 260-315 градусов Цельсия. При сжатии газовая смесь испытывает нагрев.
Первые два серийные двигателя LEAP-1A были поставлены заказчику в конце апреля 2016 года. Получателем стал европейский авиастроительный концерн Airbus. Новый двигатель стал первой в мире серийной авиационной силовой установкой, в которой используются напечатанные детали. Новые силовые установки будут установлены на пассажирский самолет A320neo.
LEAP-1A содержат по 19 напечатанных топливных форсунок. Распылители топлива для двигателей производятся методом прямого лазерного спекания из кобальто-хромового сплава. Такой сплав широко используется при производстве медицинских инструментов и различных протезов. Он достаточно прочен и легок, поэтому инженеры GE Aviation сочли возможным его использование при производстве деталей для двигателей.
В силовых установках семейства LEAP помимо напечатанных форсунок используются лопатки вентилятора, изготовленные из углепластика с плетеным углеродным волокном. Кроме того, неподвижные элементы турбин высокого и низкого давления в силовой установке сделаны из жаростойких и прочных керамических матричных композитов.
Благодаря использованию новых материалов в двигателях CFM International удалось добиться большей топливной эффективности. LEAP-1A по сравнению с современными турбореактивными двухконтурными двигателями. В среднем новые силовые установки стали экономичнее на 15 процентов. Как ожидается, первый пассажирский рейс A320neo с новыми двигателями состоится в 2018 году.
Василий Сычёв
