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CFM56系列:核心機系列發(fā)展的典型案例

2017-04-20
關(guān)鍵詞: 發(fā)動機 通用電氣

  1971年底,法國國營航空發(fā)動機研究制造公司決定與通用電氣公司合作,發(fā)展一種能滿足20世紀(jì)80年代旅客機低油耗、低噪聲、低排放要求的發(fā)動機。1971年底二家公司決定,在采用F101核心機的基礎(chǔ)上聯(lián)合研制推力為100kN級的高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。1974年9月兩公司組成了CFMI國際公司,研制上述發(fā)動機并將發(fā)動機命名為CFM56。

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  CFM56系列發(fā)動機的第一個型號CFM56-2采用了軍用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機F101的核心機作為核心機,配上一個葉尖直徑為1.727米的風(fēng)扇及三級增壓壓氣機、4級低壓渦輪組成了一臺高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,推力為139~151千牛,1979年投入使用,取代DC-8四發(fā)旅客機原用的JT8D渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,換發(fā)后的飛機改名為DC-8超70。CFM56-2還用于波音707旅客機改型的軍用飛機如KC-135加油機,E-3、KE-3、E-6預(yù)警機等。

  隨后,將風(fēng)扇葉尖直徑減小為1.524米,并將風(fēng)扇葉片由原帶葉冠的設(shè)計改成帶中間突肩的設(shè)計,由此使葉片數(shù)由46片減少為38片,發(fā)展成推力為82.4~104千牛的CFM56-3型發(fā)動機。用于換裝波音737-200雙發(fā)旅客機的JT8D發(fā)動機,換發(fā)后的飛機命名為波音737-300型,1984年投入使用。

  在CFM56-3的基礎(chǔ)上,將風(fēng)扇葉尖直徑增加到與-2型相同的直徑但葉片結(jié)構(gòu)維持-3型的設(shè)計;同時將高壓壓氣機、高、低壓渦輪的全部葉片用三維氣動設(shè)計方法重新進(jìn)行了設(shè)計,使部件效率提高;第一次將全功能數(shù)字式發(fā)動機控制系統(tǒng)(FADEC)用于CFM56發(fā)動機上,發(fā)展了用于A319/A320雙發(fā)客機的CFM56-5A,其耗油率比CFM56-3低11.2%,1987年投入使用。

  在CFM56-5A的基礎(chǔ)上,將風(fēng)扇葉尖直徑增大到1.828米,重新設(shè)計了風(fēng)扇葉片,對一些零組件作了些改進(jìn),采用了第2代FADEC,發(fā)展成推力為139~151千牛、耗油率比-3型的低16.2%的CFM56-5C發(fā)動機,此發(fā)動機用于4發(fā)客機A340,于1991年投入使用。

  在CFM56-5C的基礎(chǔ)上,將風(fēng)扇葉尖直徑減小到與-5A相同的直徑,對風(fēng)扇葉片的葉片型面的氣動設(shè)計作了改進(jìn),發(fā)展成推力為98~139千牛、耗油率與-5A相當(dāng)?shù)腃FM56-5B型發(fā)動機,用于雙發(fā)旅客機A319、A320、A321上,于1993年投入使用。

  隨后,采用CFM56-5B的核心機及低壓渦輪、CFM56-3的總體布局,并采用寬弦無凸肩的風(fēng)扇葉片,將風(fēng)扇葉尖直徑改成1.549米,發(fā)展成推力為82.4~117千牛的CFM56-7型發(fā)動機,用于波音737-500、-600、-700雙發(fā)旅客機,于1997年投入使用。

  在近20年時間內(nèi),CFM56發(fā)動機在采用了一種性能好的核心機后,通過改變風(fēng)扇直徑,改進(jìn)部件性能等措施后,發(fā)展了推力覆蓋82.4~151千牛、用于波音737、A320系列及A340等旅客機及KC-135加油機,E-3、KE-3、E-6預(yù)警機等一系列飛機用的發(fā)動機系列的成功事例,充分說明了發(fā)展性能優(yōu)良的核心機的重要性。


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