(2 رأی، میانگین: 4,50 از 5)
در حال بررسی...فناوری موتور GE9X
موتور GE9X، نه تنها بزرگترین و قدرتمندترین موتور هواپیمای تجاری دارای گواهینامه صلاحیت پروازی در جهان است، همچنین یکی از کارآمدترین موتورهای تولیدی بخش هوانوردی جنرال الکتریک بشمار می‌رود. موتور GE9X با ترکیب فناوری‌های روزآمد، به گونه‌ای طراحی شده که تا ۱۰ درصد بازدهی سوخت بیشتری نسبت به نمونه قبلی خود دارد و انتشار اکسیدهای نیتروژن (ناکس) آن، به میزان ۵۵ درصد کمتر از الزامات قانونی فعلی است.
سایت آزمایشی جنرال الکتریک در پیبلز اوهایو قرار دارد که در آنجا، این شرکت نمونه اولیه موتورهای خود را آزمایش می‌کند تا مطمئن شود که می‌توانند در برابر شرایط سخت پرواز دوام بیاورند. خدمه فنی در این مرکز چالش‌هایی که موتورهای جدید مانند GE9X ممکن است هنگام پرواز هواپیما در باندی در محیطی بیابانی با آن مواجه شوند را شبیه‌سازی می‌کنند.
سازندگان موتورهای هوایی، این شرایط را گرم و خشن می‌نامند و حضور شرکت‌های پیشرو در صنعت موتورهای هوایی در امارات متحده عربی برای شرکت در نمایشگاه هوایی دوسالانه دبی این فرصت را فراهم می‌آورد تا شرایط واقعی را تجربه کنند. این کشور حاشیه جنوبی خلیج فارس مقر اصلی دو شرکت از بزرگترین خطوط هوایی جهان شامل امارات و اتحاد است. این دو شرکت به همراه قطر ایرویز، مشتری بیش از نیمی از سفارش‌های جت تجاری B777X، هواپیمای انحصاری برای موتور GE9X هستند. امارات اخیرا دو موتور GE9X دیگر سفارش داد و مجموع سفارش آن به ۴۶۰ دستگاه رسید.
دوبی که توسط صحراها احاطه شده، کانون طوفان‌های شنی است که مهندسان بخش هوانوردی جنرال الکتریک برای GE9X ایجاد کرده‌اند. در هزاران ساعت آزمایش، آنها همچنین موتور را با توپ‌های یخی به‌اندازه گریپ فروت و جریان سریع آب ارزیابی کرده‌اند تا شرایط سخت محیطی را بازسازی کنند.
موتور GE9X پس از گذراندن یک برنامه توسعه دقیق، به‌عنوان پیشرفته‌ترین موتور تجاری دارای گواهینامه بخش هوانوردی جنرال الکتریک تا به امروز شناخته شده‌است. این موتور، رکورد جهانی بالاترین نیروی پیشران معادل ۱۳۴۳۰۰ پاوند را دارد و با قطر ۱۱ فوت دارای اندازه‌ای بی‌سابقه است.
اما موتور همچنین با هدف کاهش آلایندگی طراحی شده‌است. تیم GE9X با تکیه بر معماری اثبات‌شده موتورGE90 ، نوآوری‌های کلیدی را از خطوط تولید جدیدتر اتخاذ کرده تا کارآمدترین موتور برای هواپیمای پهن‌پیکر را در کلاس نیروی پیشران خود، با مصرف سوخت اختصاصی تا ۱۰ درصد کمتر نسبت به نسل قبلی خود، یعنی موتور GE90-115B ارائه دهند.
جنرال الکتریک از کامپوزیت‌های ماتریس سرامیکیCMC) ) استفاده می‌کند. این کامپوزیت‌ها که از کارباید سیلیکون، الیاف و رزین سرامیکی ساخته شده‌اند، با یک سوم وزن، دو برابر فلز قوی‌تری هستند. آنها همچنین در برابر حرارت مقاوم‌تر هستند که یک مزیت مهم در هسته موتور است که در آنجا سوخت در دماهای بالا محترق می‌شود.
هرچه احتراق گرمتر باشد، عملکرد سوخت کارآمدتر می‌شود، اما حتی قوی‌ترین آلیاژهای فلزی زمانی که دما به بالای دو هزار درجه فارنهایت می‌رسد، شروع به نرم‌شدن می‌کنند. از آنجایی که کامپوزیت‌های ماتریس سرامیکی می‌توانند دماهای بالاتری را تحمل کنند، به کمتر از نصف جریان هوای خنک‌کاری قطعات معمولی نیاز دارند، به طوری که هوا می‌تواند برای تولید نیروی پیشران اضافی سوزانده شود.
اولین موتور تولیدی جنرال الکتریک که در آن از کامپوزیت‌های ماتریس سرامیکی استفاده شد، موتور لیپ بود که توسط CFM اینترنشنال حاصل سرمایه‌گذاری مشترک بین بخش هوانوردی جنرال الکتریک و سافران، ساخته شد. در یک قطعه از موتور لیپ و پنج قطعه از موتور GE9X، کامپوزیت‌های ماتریس سرامیکی مورداستفاده قرار گرفتند. بنابر اعلام جنرال الکتریک، تجربه ساخت و مقیاس‌پذیری در استفاده از کامپوزیت‌های ماتریس سرامیکی ابتدا در موتور لیپ انجام شد و سپس فناوری آن در موتور GE9X بکار رفت.
با برخی بروزرسانی‌های کلیدی طراحی، کارایی موتور GE9X افزایش پیدا می‌کند و آیرودینامیک آن بهبود می‌یابد. بر اساس تجزیه و تحلیل پیشرفته، تیم ایرفویل‌های کمپرسور، یک سری ردیف از پره‌های چرخشی که هوای ورودی را تسریع و فشرده می‌کنند را بازسازی کردند. هرچه فشار هوا بیشتر باشد، هوا سریعتر و کارآمدتر می‌سوزد و نیروی پیشران بالاتری تولید می‌کند. به لطف طراحی مجدد، نسبت فشار GE9X به حداکثر ۶۰ می‌رسد، در حالی که موتور GE90 دارای نسبت فشار ۴۲ است.
همراه با اجزای ساده در هسته، پره‌های فن بلند و نازک فیبر کربنی، جریان هوا را از طریق موتور به حداکثر می‌رسانند. از آنجایی که پره‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کارآمدتر باشند، موتور GE9X تنها به ۱۶ پره نیاز دارد که در مقایسه با ۲۲ پره در GE90 کمتر است.
موتور GE9X با سطوح پره‌های کمتر برای جلوگیری از جریان هوا به داخل موتور و یک فن بزرگتر، به کارایی دیگری یعنی نسبت گذردهی بالا دست می‌یابد. موتورهای هواپیماهای روزآمد بیشتر جریان هوا را در اطراف هسته به جای از طریق آن هدایت می‌کنند. این هوا که توسط فن هدایت شده، وقتی از پشت موتور خارج می‌شود، نیروی پیشران ایجاد می‌کند.
نسبت جرم هر جریان هوایی که از اطراف هسته عبور می‌کند و هوایی که در داخل آن حرکت می‌کند، نسبت گذردهی نامیده می‌شود. موتورهایی با نسبت گذردهی بالاتر کارآمدتر هستند، به این دلیل که وقتی هوای کمتری در هسته حرکت می‌کند، سوخت کمتری می‌سوزد. موتور GE9X دارای یکی از بالاترین نسبت گذردهی به میزان ۱۰ به‌عنوان یک موتور تجاری است، به این معنی که به ازای هر واحد هوایی که از محفظه احتراق عبور می‌کند، ده واحد آن را دور می‌زند.
موتور GE9X علاوه بر اینکه کارآمدترین محصولات بخش هوانوردی جنرال الکتریک به ازای هر پاوند نیروی پیشران است، انتشار دی‌اکسیدکربن را نیز کاهش می‌دهد. برای کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن (ناکس)، تیم به فناوری جنرال الکتریک روی آورد که از اوایل دهه دو هزار به بلوغ رسیده‌است. فناوری چرخش حلقوی دوگانه (TAPS) برای اولین بار در GEnx اجرا شد. با استفاده از این فناوری، قبل از عمل احتراق، نه در حین احتراق، هوا با سوخت ترکیب می‌شود.
هنگام خروج از کمپرسور، جریان هوا از طریق دو چرخش پرانرژی هدایت می‌شود تا جریان مغشوش ایجاد کند. سپس هوای چرخان با نسبت‌های ایده‌آل با سوخت ترکیب می‌شود. در نتیجه، نسل سوم TAPS موتور GE9X دارای انتشار ناکس است که تقریبا ۵۵ درصد بهتر از هر موتور دیگری در کلاس خود است.
این فناوری‌ها با قرار دادن موتور GE9X در هزاران آزمایش استقامت و پرواز و بیش از ۱۲ هزار ساعت، بیشتر از هر موتور هواپیمای تجاری دیگر توسط بخش هوانوردی جنرال الکتریک، بهبود یافته‌اند. پس از چرخه‌های زیادی از تکرار و تجزیه و تحلیل، تیم توانسته است پیشرفت‌هایی را حاصل کند که به قابلیت اطمینان آن کمک می‌کند.
منبع:
