„General Electric GE9X“: didžiausi reaktyviniai varikliai jau sumontuoti po „Boeing 777X“ sparnais

Didžiausi pasaulio reaktyviniai varikliai jau sumontuoti po „Boeing 777X“ sparnais – kodėl GE9X toks didelis?

„Boeing 777X“ bus didžiausias dvimotoris reaktyvinis lėktuvas pasaulyje. Šių lėktuvų kūrimo programa pasidėjo kaip atsakas į „Airbus A350 XWB“ ir „Boeing“ yra pasiruošęs  visus konkurentus palikti toli už nugaros, tačiau tam reikia inovatyvių sprendimų.

Naujo GE9X variklio dėka „Boeing 777X“ bus pats efektyviausias tokio tipo lėktuvas rinkoje.

Naujo GE9X variklio dėka „Boeing 777X“ bus pats efektyviausias tokio tipo lėktuvas rinkoje. Tačiau dar labiau nei technologijos, stebina GE9X dydis – kaip toks milžiniškas turboventiliatorinis variklis gali padėti sutaupyti degalų?

Atrodytų, jei „Boeing 777X“ bus didžiausias lėktuvas savo klasėje, tai jam reikia ir didžiausio variklio, tiesa? Yra ne visai taip. Konkurentų lėktuvai šiuo metu naudoja mažesnes jėgaines, o GE9X yra kuriamas specialiai naujajam 777X. Jei pažvelgtumėte į automobilius, pastebėtumėte, kad per pastaruosius 10-15 metų varikliai ėmė trauktis. Mažesni varikliai naudoja mažiau degalų, o didesnę galią galima pasiekti pagalbinėmis priemonėmis. Tačiau lėktuvai nėra automobiliai ir didesni varikliai jiems gali reikšti ir mažesnes degalų sąnaudas. Remiantis būtent šia filosofija ir buvo sukurtas naujasis GE9X.

„General Electric GE9X“?

GE9X – tai naujas GE90 pagrindu sukurtas variklis, kuris bus gaminamas specialiai naujajam „Boeing 777X“ laineriui. GE9X programos užduotis buvo pakankamai paprasta – sukurti naujos kartos turboventiliatorinį variklį, kuris leistų sumažinti 777X degalų sąnaudas neišaugindamas priežiūros kaštų. GE9X pirmą kartą užvestas dar 2016 metais, kuomet prasidėjo antžeminiai bandymai. Jie vyko sklandžiai, tačiau 2018 metų vasarį buvo pastebėta, kad bandymams ruošiamas GE9X turi šiokių tokių problemų, tarp kurių – ir ventiliatoriaus korpuso korozija. Visos problemos buvo greitai pašalintos ir GE9X pirmajam skrydžiui pakilo jau kovo 13 dieną.

Įdomu tai, kad GE9X yra toks didelis, kad įprastas „General Electric“ naudojamas bandymų lėktuvas „Boeing 747-100“ pasirodė per mažas. Teko pasitelkti didesnį 747-400, kurį vis tiek teko modifikuoti, kad tik milžinas GE9X po sparnu turėtų pakankamai vietos. Tarp 4,4 metrų aukščio variklio korpuso apačios ir pakilimo tako paviršiaus liko vos 46 cm. Šis korpusas, kuriame įsikūręs 3,4 metrų skersmens ventiliatorius, net nėra visiškai apvalus – jo plotis siekia 4,7 metrus. Jei šis skaičius jums nieko nesako, atsiminkite, kad GE9X variklio skersmuo yra didesnis nei „Boeing 737“ fiuzeliažo. Viso GE90 variklio, kurio pagrindu ir sukurtas GE9X, skersmuo tėra 3,25 m – jis yra mažesnis už GE9X ventiliatorių.

„General Electric GE9X“ varikliai ištvėrė visus bandymus ir ką tik buvo sumontuoti po „Boeing 777X“ sparnais. Pirmasis naujos kartos laineris dar šį mėnesį turėtų palikti angarą. Tuomet prasidės antžeminiai bandymai, pasivažinėjimai ir, kaip tikimasi, antrame šių metų ketvirtyje pirmasis „Boeing 777X“ pakils į orą. Tą akimirką jis taps didžiausius reaktyvinius variklius turinčiu lėktuvu pasaulyje. Būtent GE9X dydis stebina labiausiai, tačiau „Boeing“ pabrėžia, kad buvo siekiama ne įspūdingų išmatavimų, o efektyvumo.

Supaprastintai galima sakyti, kad turboventiliatorinį variklį sudaro dvi didelės dalys – ventiliatorius ir reaktyvinio variklio šerdis.

GE9X padės „Boeing 777X“ sunaudoti mažiau degalų

Tai, kad lėktuvų varikliai auga, yra akivaizdu. Pažvelkite į seniausius „Boeing 737-200“ ir palyginkite juos su naujais „Boeing 737 MAX“ – skirtumas atima amą. Tačiau tuo pat metu variklių našumas augo, o jų keliamas triukšmas - mažėjo. Tiesa yra ta, kad didesni ventiliatoriai turboventiliatoriniams varikliams leidžia sunaudoti mažiau degalų.

Turboventiliatorinis variklis yra labai sudėtingas įrenginys ir šiame straipsnyje net nebandysime detaliai paaiškinti jo veikimo principo, tačiau kelis esminius dalykus jums būtina žinoti, kad suprastumėte, kodėl GE9X yra toks didelis.

Supaprastintai galima sakyti, kad turboventiliatorinį variklį sudaro dvi didelės dalys – ventiliatorius ir reaktyvinio variklio šerdis. Šerdyje vyksta degimo reakcija, kurios metu išsiplėtusios dujos su didele jėga veržiasi į išorę taip stumdamos orlaivį pirmyn. Dalis šios energijos yra panaudojama ir ventiliatoriui sukti, o jo sukuriamas oro srautas teka aplink šerdį ir iš jos besiveržiantį karšto oro srautą. Taip sumažinama oro turbulencija už variklių, sumažėja triukšmas, pagerėja degalų sąnaudos. Šis paaiškinimas yra pakankamai nerangus, tačiau galbūt kiek aiškiau taps pažvelgus į šią schemą.

Dalis šios energijos yra panaudojama ir ventiliatoriui sukti, o jo sukuriamas oro srautas teka aplink šerdį ir iš jos besiveržiantį karšto oro srautą.

Šioje schemoje 1 žymi variklio korpusą, 2 – ventiliatorių, 3 ir 4 – žemo ir aukšto slėgio kompresorius, 5 – degimo kamerą, 6 ir 7 – aukšto ir žemo slėgio turbinas, 8 – reaktyvinio variklio išmetimą, o 9 – ventiliatoriaus išmetimą. Kaip matote, raudonos rodyklės žymi šerdies kuriamą dujų srautą, o mėlynos vaizduoja lėtesnę ir gerokai vėsesnę oro srovę iš ventiliatoriaus.

GE9X turi net 3,4 m skersmens ventiliatorių, kuris padidina ventiliatoriaus ir šerdies kuriamų srautų santykį iki 10:1 (kai 10 kg oro pereina per ventiliatorių, 1 kg prateka per variklio šerdį). Tai leidžia stipriai sumažinti degalų sąnaudas. Įdomu ir tai, kad GE9X ventiliatorius turi tik 16 menčių, kai GE90 turėjo net 22. Taip sumažintas bendras ventiliatoriaus svoris.

„General Electric“ taip pat pasistengė pagerinti žemo ir aukšto slėgio kompresorių našumą, panaudojo daugiau naujos kartos kompozitinių medžiagų. GE9X ventiliatoriaus mentys yra gaminamos iš anglies pluošto, tačiau priekinė briauna yra plieninė, o galinė pagaminta iš stiklo pluošto. Tai ventiliatoriui suteikia šiek tiek geresnį atsparumą paukščiams. Ventiliatoriaus korpusas taip pat yra gaminamas ir kompozitinių medžiagų, o keraminės matricos kompozitai pasitelkiami net vidiniuose reaktyvinio variklio komponentuose.

Rezultatas - GE9X kuro sąnaudos bus maždaug 10 % mažesnės nei senesnio GE90 variklio. Tačiau GE9X bent jau iš pradžių negerins GE90 traukos rekordų. Naujasis GE9X  buvo sukurtas siekiant našumo, o ne daugiau galios – didesnis turboventiliatorinio variklio skersmuo nereiškia, kad variklis bus galingesnis. GE9X efektyvumas kartu su kitais patobulinimais, „Boeing 777X“ turėtų suteikti ženklų konkurencinį pranašumą.

„Boeing 777X“ su GE9X – nenugalimas derinys?

„Boeing 777X“ turi ir daugiau įdomių technologijų. Tikriausiai įdomiausia iš jų – užlenkiami sparnų galai. Tai leidžia lėktuvui suteikti net 71,8 m sparnų mojį, kuris padidina keliamąją jėgą ir leidžia dar labiau sumažinti degalų sąnaudas. Tačiau oro uostai nėra pritaikyti tokio ilgio sparnams – praeitos kartos 777 sparnų mojis siekė 64,8 metrus. Būtent toks bus ir „Boeing 777X“ sparnų ilgis, kuomet jų galai bus užlenkti į viršų. Tokia sparnų konstrukcija yra brangesnė, tačiau manoma, kad suteiks konkurencinį pranašumą.

Šiuo metu kuriamos dvi 777X versijos. 777-800 salone tilps 365 keleiviai, o 777-900 susės net 414. Trumpesnis lėktuvas pasižymės didesniu maksimaliu skrydžio nuotoliu – 16 tūkstančių kilometrų prieš maždaug 14. „Boeing“ kompanija svarsto ir dar ilgesnę 777-10X versiją, tačiau dar neaišku, ar ji taps realybe. Tuo tarpu verslo klasės „Boeing 777X“ versijos, pristatytos gruodį Dubajuje vykusioje Vidurio Rytų Verslo aviacijos asociacijos parodoje, greičiausiai su laiku papildys „Boeing Business Jet“ gamą.

GE9X programa „General Electric“ kainavo apie 2 milijardus JAV dolerių, tačiau tokie skaičiai aviacijos pramonėje nėra neįtikėtini. „Boeing“ jau užsakė apie 700 naujųjų variklių, nes pats  „Boeing 777X“ nuo pat programos pradžios sulaukė labai daug užsakymų. „Lufthansa“ buvo viena iš pirmųjų kompanijų, užsakiusi naująjį lainerį, tačiau „Emirates“ turėtų pirmųjų lėktuvų sulaukti anksčiau, nes užsakė net 150.

Šiuo metu „Boeing“ turi apie 350 naujojo 777X užsakymų. Tai, beje, yra ir šiokia tokia pergalė, ir nebloga našta. Oro linijos suvokia, kad greitai savų lėktuvų nesulauks, todėl atsigręžia į „Airbus“ pasiūlymus. „Boeing“ programos metu taip pat plėtė ir savo gamybinius pajėgumus, todėl didelių gamybos trikdžių nenumato. Pirmieji „Boeing 777X“ pirkėjus turėtų pasiekti jau kitų metų viduryje, jei tik bandymai ore bus sėkmingi.