CF6-80C2

مرور تاریخچه و روند تکامل CF6-80C2

همه موتورهای توربوفن خانواده سی‌اف۶ بر اساس طراحی کلاسیک دو محوری توسعه یافته‌اند. در این پیکربندی، کمپرسور کم‌فشار و توربین کم‌فشار و همچنین فن ورودی بر روی یک محور قرار دارند. در این نوشتار، به طور ویژه نمونه موفق سی‌اف۶-۸۰ مورد بررسی قرار می‌گیرد. موتور توربوفن سی‌اف۶ بر اساس هسته اصلی موتور نظامی تی‌اف۳۹ طراحی شده که نیروی پیشران هواپیمای ترابری سنگین سی-۵ گَلِکسی را تامین می‌کند. جنرال الکتریک تجربیات ارزنده کسب‌شده در توسعه موتور تی‌اف۳۹ را در پروژه طراحی و ساخت موتورهای سی‌اف۶ به خوبی به کار گرفت. علیرغم بروز مشکلات فنی در موتورهای اولیه در این خانواده، خیلی زود کارآمدی این موتورها به اثبات رسید.

اولین نمونه کارآمد آن موسوم به سی‌اف۶-۶دی به طور اختصاصی برای نصب بر روی جت مسافربری موتور دی‌سی۱۰-۱۰ با نیروی پیشران ۳۹۳۰۰ پاوند تولید شد. این موتور دارای چهار طبقه کمپرسور کم‌فشار، شانزده طبقه کمپرسور پرفشار، دو طبقه توربین پرفشار و پنج طبقه توربین کم‌فشار است. قطر فن این موتور ۲.۱۹ متر است و نسبت گذردهی آن به ۵.۷ می‌رسد. جنرال الکتریک خانواده موتورهای هوایی سی‌اف۶ را به صورت کاملا ماژولار و مبتنی بر هسته اصلی یکسان توسعه داده‌است. نمونه بعدی موسوم به سی‌اف۶-۶دی۱ نیروی پیشران معادل ۴۰۳۰۰ پاوند را تامین می‌کرد.

CF6-80C2

در ادامه این مسیر، نمونه سی‌اف۶-۵۰سی برای نصب بر روی هواپیمای دی‌سی۱۰-۳۰ و نمونه‌های اولیه ایرباس ای‌۳۰۰بی عرضه شد. درمقایسه با موتور سی‌اف۶-۶، نمونه‌ جدید سی‌اف۶-۵۰سی شامل تغییراتی عمده حتی در هسته اصلی و پیکربندی عمومی موتور است. با بهسازی آیرودینامیکی، تعداد طبقات کمپرسور پرفشار از ۱۶ به ۱۴ و تعداد طبقات کمپرسور کم‌فشار از ۴ به ۳ کاهش یافت و در عین‌حال، خنک‌کاری توربین نیز بهبود یافت. ابعاد فن نسبت به نمونه سی‌اف۶-۶ تغییر نکرد، اما حجم هوای ورودی به موتور به میزان قابل توجهی افزایش یافت. بر این اساس، نسبت گذردهی نمونه -۵۰سی به ۴.۲۶ کاهش یافت. این عضو جدید خانواده سی‌اف۶ نیروی پیشران معادل ۵۰۴۰۰ پاوند را تامین می‌کرد. از آنجا که سی‌اف۶ تنها موتور موجود برای تجهیز هواپیمای دی‌سی۱۰-۱۰ به شمار می‌رفت، اغلب شرکت‌های بهره‌بردار این جت مسافربری برای تجهیز هواپیماهای دیگر خود از جمله بی۷۴۷، بی۷۶۷، ای۳۰۰، ای۳۱۰ و ام‌دی-۱۱ نیز موتور سی‌اف۶ را انتخاب می‌کردند. بر این اساس، جنرال الکتریک فرصتی طلایی برای افزایش سهم خود از بازار هواپیماهای پهن‌پیکر به دست آورد تا رقیب سنتی خود، پرت‌اندویتنی را پشت سر بگذارد.

نمونه -۵۰ئی مبتنی بر طراحی نمونه -۵۰سی به بازار عرضه شد و با نسبت گذردهی ۴.۲۴ قادر بود نیروی پیشرانی معادل ۵۱۸۰۰ پاوند را تامین ‌کند. این موتور بر روی هواپیمای دی‌سی۱۰-۳۰ نصب شد و اولین عضو خانواده سی‌اف۶ به شمار می‌رود که بر روی هواپیمای بی۷۴۷ نصب شده‌است. در ادامه مسیر توسعه خانواده موتورهای سی‌اف۶، نمونه ۸۰ای معرفی شد که هیچ تغییر عمده‌ای نسبت به هسته اصلی و فن نمونه -۵۰ نداشت. کاربران نمونه‌های اولیه موتورهای سی‌اف۶ نسبت به تمایل محور موتور به خمش ناشی از طول زیاد آن انتقاد داشتند. این مشکل در عمل موجب ساییدگی نوک پره‌ها و افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری شده‌ بود. بر این اساس، جنرال الکتریک نمونه جدید ۸۰ای را بر اساس هسته‌ای با طول کمتر تولید کرد. این موتور بر روی نمونه‌های اولیه هواپیما ای۳۱۰ و بوئینگ ۷۶۷ نصب شد. در حالی که نیروی پیشران نمونه -۸۰ای۱ نزدیک به ۴۶۹۰۰ پاوند بود، در نمونه بعدی موسوم به -۸۰ای۲ این شاخص به ۴۸۸۰۰ پاوند رسید.

CF6-80C2

در بررسی روند توسعه خانواده سی‌اف۶ به جرات می‌توان ادعا کرد که نمونه -۸۰سی۲ طلیعه‌ای برای ورود پرقدرت این خانواده از موتورها به بازار هوانوردی بوده‌است. در نمونه -۸۰سی۲ تغییرات عمده‌ای نسبت به نمونه‌های قبلی ایجاد شد که از آن جمله می‌توان به فن بزرگ‌تر و افزودن یک طبقه کمپرسور کم‌فشار و یک طبقه توربین کم‌فشار اشاره کرد. به منظور کمینه‌سازی مصرف سوخت و کنترل محدوده واماندگی، نمونه جدید -۸۰سی۲ به سامانه پره استاتور متغیر مجهز شد. پنج طبقه اول کمپرسور پرفشار این موتور می‌توانند بر حسب رژیم عملکردی موتور، زاویه پره‌های استاتور را تغییر دهند. این سامانه توسط دو عملگر کنترل می‌شود. این موتور همچنین به ولوِ زیرکش متغیر مجهز است و زمانی که موتور در فاز استارت قرار دارد هوای زیرکش شده در جریان ثانویه تخلیه می‌شود. برای بهبود عملکرد موتور، پره‌های توربین با استفاده از هوای زیرکش شده از کمپرسور پرفشار به صورت خارجی خنک‌کاری می‌شود. همچنین سامانه کنترل الکترونیکی دیجیتال فدک، فاصله نوک پره‌های توربین با پوسته داخلی را بر حسب رژیم کارکردی موتور کنترل می‌کند.

جنرال الکتریک اولین بار سامانه کنترل روزآمد فدک را بر روی نمونه‌های سی‌اف۶-۸۰سی۲ نصب‌شده بر روی بوئینگ ۷۴۷-۴۰۰ نصب کرد. در توسعه نمونه -۸۰سی۲ ملاحظات ماژولاریتی و اشتراک‌‌گذاری قطعات و مجموعه‌ها به میزان قابل ملاحظه‌ای رعایت شده‎است. در سال‌های مختلف بهره‌برداری از موتور سی‌اف۶-۸۰سی۲، گزارش‌های مختلفی از مشکلات و عیوب توسط کاربران گزارش شده که غالبا منجر به صدور امریه صلاحیت پروازی توسط سازمان‌های مسئول شده‎است. عمده این مشکلات مربوط به بخش پرفشار کمپرسور بوده‌است. موتور سی‌اف۶-۸۰سی۲ موفق‎‌ترین عضو خانواده موتورهای سی‌اف۶ به شمار می‌رود که سهم قابل توجهی از بازار را به چنگ آورده‌است. این موتور رکوردهای پرواز هواپیمای دو موتوره با یک موتور فعال (ایتاپس) در زمان ۱۸۰ دقیقه را با هواپیماهای ایرباس ای۳۰۰، ای۳۰۰-۳۱۰ و نمونه‌های بوئینگ ۷۶۷ به ثبت رسانده‌است.

 

منبع:

Aviation Week Engine yearbook

دیدگاه بگذارید

avatar
  مشترک شدن  
اطلاع رسانی