2019年GE航空集團(tuán)以強(qiáng)勁業(yè)績(jī)迎來(lái)了百年慶，年底未交付訂單總量達(dá)2700億美元，以及超過(guò)64000多臺(tái)商用和軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的總裝機(jī)量。這些發(fā)動(dòng)機(jī)的在役時(shí)間將長(zhǎng)達(dá)幾十年，也將由此不斷帶來(lái)可預(yù)見(jiàn)的收入。GE的團(tuán)隊(duì)正在不斷向商用和軍用發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)推出先進(jìn)技術(shù)，以擴(kuò)大市場(chǎng)占有率。GE在將3D打印應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)新方面不斷精進(jìn)，實(shí)現(xiàn)更好性能的發(fā)動(dòng)機(jī)，從而帶動(dòng)了整個(gè)航空行業(yè)的附加值創(chuàng)造發(fā)展。

GE董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官拉里·卡爾普在GE航空部件服務(wù)中心。來(lái)源：GE

 創(chuàng)新源于強(qiáng)大的企業(yè)愿景

近日，根據(jù)GE獲得通過(guò)的專利US10605168B2，GE所創(chuàng)新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以允許在相對(duì)于類似功率輸出的其他燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，相對(duì)于現(xiàn)有的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)配置（例如渦輪風(fēng)扇）增加高的旁通比和總壓力比。GE所創(chuàng)新的系統(tǒng)通過(guò)改善旁通比和總壓力比，從而增加總的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

來(lái)源： US10605168B2

高壓渦輪機(jī)包括在燃燒部分和高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子之間的噴嘴導(dǎo)向葉片，噴嘴導(dǎo)向葉片用于加速離開(kāi)燃燒部分的燃燒氣體的流動(dòng)，以沿著切線或圓周方向更緊密地匹配或超過(guò)高壓渦輪轉(zhuǎn)子速度。

常規(guī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部分通常分別包括連續(xù)的固定和旋轉(zhuǎn)翼型或葉片和葉片。該常規(guī)構(gòu)造通常限制進(jìn)入和離開(kāi)葉片和葉片的每一級(jí)的燃燒氣體的流動(dòng)。然而，常規(guī)渦輪機(jī)部分，尤其是固定翼型件（即，葉片和噴嘴引導(dǎo)葉片）需要大量和大量的冷卻空氣，以避免由于熱燃燒氣體引起的損壞風(fēng)險(xiǎn)。

通常，噴嘴導(dǎo)向葉片被設(shè)計(jì)成承受沿著環(huán)空的最高燃燒氣體溫度（即熱點(diǎn)），該最高燃燒氣體溫度可以明顯大于沿著環(huán)空的平均燃燒氣體溫度。從而，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)計(jì)成使用來(lái)自壓縮機(jī)部分的大量的冷卻空氣以減輕噴嘴導(dǎo)向葉片的結(jié)構(gòu)損壞，磨損，劣化以及最終的維護(hù)和修理的可能性。然而，這種冷卻空氣不利地影響了整體發(fā)動(dòng)機(jī)效率，性能，燃料消耗和可操作性，而這些能量原本可用于燃燒中以驅(qū)動(dòng)渦輪，壓縮機(jī)和風(fēng)扇。

當(dāng)確定燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)需要進(jìn)入維護(hù)和修理間隔時(shí)，噴嘴導(dǎo)向葉片通常是限制部件，從而限制了整體發(fā)動(dòng)機(jī)性能和效率。

提高渦輪機(jī)區(qū)段效率的已知解決方案是使渦輪機(jī)區(qū)段的轉(zhuǎn)子相互交叉的方案。例如，沿從縱向的上游端到下游端以串聯(lián)流的方式配置渦輪段，該渦輪段具有噴嘴引導(dǎo)葉片，高壓渦輪轉(zhuǎn)子，另一個(gè)渦輪葉片級(jí)（即固定翼型），以及與低壓渦輪機(jī)交錯(cuò)的中壓渦輪機(jī)。另一個(gè)已知的解決方案是以串聯(lián)流動(dòng)的方式配置渦輪機(jī)部分，該渦輪機(jī)部分具有噴嘴導(dǎo)向葉片，高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子以及此后的各種水平的叉指式轉(zhuǎn)子，包括低壓，中壓或高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。

盡管有各種已知的解決方案，但是仍然需要設(shè)計(jì)能夠使渦輪機(jī)部分朝向燃燒部分進(jìn)一步相互交叉的結(jié)構(gòu)。這就需要布置和操作渦輪截面軸承從而有效地使用壓縮空氣來(lái)進(jìn)行軸承操作和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。

包括內(nèi)罩112，外罩114，連接翼型件116，多個(gè)外罩翼型118，適用于增材制造-3D打印。來(lái)源： US10605168B2

GE所創(chuàng)新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)消除了對(duì)第一渦輪葉片或噴嘴引導(dǎo)葉片的需要，燃燒氣體可能僅暫時(shí)地承受燃燒熱點(diǎn)的不利影響，而不是基本上持續(xù)地或恒定地暴露于燃燒氣體中的較高溫度。

由于減少了燃燒熱點(diǎn)對(duì)渦輪機(jī)部分的不利影響，GE的設(shè)計(jì)能夠進(jìn)一步改善燃燒穩(wěn)定性，減少排放物，減少稀薄井噴（LBO）。

 3D科學(xué)谷Review

創(chuàng)建一個(gè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的世界，GE的使命包含著更宏偉的目標(biāo)。世界各地的社區(qū)都希望實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)性的增長(zhǎng)，GE憑借這對(duì)各地市場(chǎng)的長(zhǎng)期洞察，在技術(shù)和融資領(lǐng)域深厚的專業(yè)知識(shí)，以及管理復(fù)雜全球供應(yīng)鏈的能力，成為堅(jiān)定的技術(shù)創(chuàng)新的使者。

GE9X-GE航空史上燃油效率最高的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)

就在2020年1月25日（美國(guó)時(shí)間），搭載了兩臺(tái)GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)的波音777X飛機(jī)在華盛頓州埃弗雷特的佩恩機(jī)場(chǎng)起飛，順利完成其首飛。GE9X將300多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)部件組合成7個(gè)3D打印的部件，其中包括能精確地讓燃料和空氣的混合物進(jìn)入燃燒室的燃油噴嘴、低壓渦輪葉片和熱交換器。另一個(gè)是導(dǎo)流器，它能讓發(fā)動(dòng)機(jī)排出吸入的灰塵、沙子和其他碎片，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。這樣創(chuàng)新的設(shè)計(jì)很難被制造出來(lái)，甚至于之前GE也從未在商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中使用過(guò)。

GE Catalyst-新型渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)

除了GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)，GE增材制造技術(shù)中心ATC的團(tuán)隊(duì)在和開(kāi)發(fā)Catalyst的工程師們密切合作，這將是30年來(lái)首個(gè)從零開(kāi)始設(shè)計(jì)的新型渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，他們采用3D打印技術(shù)將數(shù)百個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)零件組合成十幾個(gè)左右的大部件。

隨著GE獲批的3D打印應(yīng)用與發(fā)動(dòng)機(jī)制造方面的專利越來(lái)越多，GE在這一3D打印+下一代發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域建立了新的高地，累積了更加充分的底氣向其創(chuàng)建一個(gè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的世界的愿景進(jìn)發(fā)。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，這一系列的獲批專利包括：

更清潔的排放！GE燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的傾斜燃燒器專利

獲批日：2020年3月24日

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，GE開(kāi)發(fā)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的傾斜燃燒器，通過(guò)增加燃燒器的流路和預(yù)混合器的長(zhǎng)度，同時(shí)減少壓力損失，實(shí)現(xiàn)流動(dòng)均勻性，并提高回流裕度以改善性能，耐用性和排放物輸出（例如，減少的CO排放物）。GE開(kāi)發(fā)的燃燒器組件的整體或一部分可以3D打印-增材制造來(lái)實(shí)現(xiàn)。材料包括高強(qiáng)度鋼，鎳和鈷基合金或金屬或陶瓷基復(fù)合材料，或其它材料組合。

GE 3D打印燃油噴嘴專利

獲批日：2020年3月17日

為了實(shí)現(xiàn)更好的功能，GE設(shè)計(jì)出了一種理想的燃油噴嘴頂部結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)最終只有核桃般大小，里面卻有14條精密的流體通道。GE通過(guò)3D打印-增材制造的燃料噴嘴具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它提供了分流有效冷卻的方法，并具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)和聲學(xué)特性。分析表明，中空分流器，螺旋形旋流葉片和復(fù)合角文丘里管在燃料噴嘴中組合使用時(shí)特別有利。

GE將3D打印應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的液體燃料盒組件制造

獲批日：2020年3月3日

GE采用3D打印-增材制造技術(shù)例如基于粉末床的選區(qū)金屬熔化增材制造系統(tǒng)或其他增材制造系統(tǒng)來(lái)制造尖端。3D打印的裝置有助于將液體燃料引入發(fā)電燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的頭端中。該裝置有助于通過(guò)中央定位的液體燃料盒來(lái)輸送液體燃料（或液體燃料/水混合物）。

參考資料：

- US10605168B2

- US10598380B2

- US10591164B2

- US10578306B2

- US10415833B2

(責(zé)任編輯：admin)

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