General Electric GE90
| GE90 | |
|---|---|
 | |
| GE90-115B | |
| Art | Turbofan |
| nationale Herkunft | Vereinigte Staaten |
| Hersteller | GE Aviation |
| Erster Lauf | März 1993 |
| Hauptanwendungen | Boeing 777 |
| Produziert | 1993-heute |
| Nummer gebaut | 2.800 bis Juli 2020 |
| Entwickelt in | General Electric GEnx Motorallianz GP7000 General Electric GE9X |
Der General Electric GE90 ist eine Familie von Hochbypass- Turbofan- Flugzeugtriebwerken, die von GE Aviation für die Boeing 777 gebaut wurden und Schubwerte von 360 bis 510 kN (81.000 bis 115.000 lbf) aufweisen.Es wurdeim November 1995bei British Airways inDienst gestellt. Es ist eine von drei Optionen für die Versionen 777-200, -200ER und -300 sowie für den exklusiven Motor der Modelle -200LR, -300ER und 777F.Es war das größte Düsentriebwerk, bis es im Januar 2020 von seinem Nachfolger, dem 499 kN (GE.000) mit 110.000 lbf (11.000 lbf)und einem 15 cm (6 Zoll ) breiteren Lüfter, übertroffen wurde.Das GE90 ist jedoch immer noch leistungsstärker als sein Nachfolger, das GE9X.
Inhalt
- 1 Entwicklung
- 2 Design
- 3 Betriebsgeschichte
- 3.1 Aufzeichnungen
- 4 Vorfälle
- 4.1 Getriebeausfälle übertragen
- 5 Technische Daten
- 6 Derivate
- 6.1 GEnx
- 6.2 GP7000
- 6.3 GE9X
- 6.4 LM9000
- 7 Siehe auch
- 8 Referenzen
- 8.1 Hinweise
- 9 Externe Links
Entwicklung
Eine 1998 CFD-Simulation des Luftstroms durch den MotorDer GE90 wurde aus dem Energy Efficient Engine der NASA aus den1970er Jahrenentwickelt, einer Prototypvariante des General Electric CF6. Der GE36 Un-Ducted Fan ( Propfan ) vonGE sollteden CFM International CFM56 - Hochbypass -Turbofanersetzen, deranfangs nicht mit dem Rivalen IAE V2500 konkurrierte.Als der V2500 jedoch auf technische Probleme stieß, nahm der Verkauf des CFM56 Fahrt auf.GE war nicht daran interessiert, dass der GE36 den CFM56 ausschlachten kann, und während "der UDF nach früheren Standards zuverlässig gemacht werden konnte, wurden Turbofans viel, viel besser als das."GE hat die Blade-Technologie des UDF jedoch direkt in das GE90 integriert.
Das GE90-Triebwerk wurde 1990 auf den Markt gebracht. GE Aviation arbeitetefür das Programmmit Snecma (Frankreich, 24%), IHI (Japan) und Avio (Italien) zusammen.Ursprünglich war der GE90 nur eine von drei 777-Optionen, und derdamalige CEO von GE Aviation, Brian H. Rowe, hätte für die Entwicklung eines A330 bezahlt, aber die Langstreckenstrategie von Airbus war der viermotorige A340, dem der fehlte Markt bevorzugt Zwillinge.
Die größere Version mit höherem Schub -115B, die die 777 der zweiten Generation (-300ER, -200LR und -200F) antreibt,wurde im November 2001erstmals im GE-Werk in Peebles, Ohio, eingesetzt.
Design
Der GE90-115B-Durchmesser beträgt 325 cm (128 Zoll), während der 777-Rumpf 620 cm (244 Zoll) beträgt.Der 10-stufige Hochdruckkompressor des GE90 entwickelte ein branchenübliches Rekorddruckverhältnis von 23: 1 und wird von einer 2-stufigen luftgekühlten Hochdruckturbine angetrieben.Ein 3-stufiger Niederdruckkompressor, der sich direkt hinter dem Lüfter befindet, lädt den Kern auf.Der Lüfter / LPC wird von einer 6-stufigen Niederdruckturbine angetrieben.
Die Varianten mit höherem Schub, GE90-110B1 und -115B, haben eine andere Architektur als die früheren GE90-Versionen.General Electric hat einen fortschrittlichen Lüfter mit größerem Durchmesser aus Verbundwerkstoffen eingebaut,der den Schub bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten verbessert.GE musste jedoch auch die Kernleistung erhöhen, um den Nettoschub bei hohen Fluggeschwindigkeiten zu verbessern.Infolgedessen entschied sich GE für eine Erhöhung der Kernkapazität, die durch Entfernen einer Stufe von der Rückseite des HP-Kompressors und Hinzufügen einer zusätzlichen Stufe zum LP-Kompressor erreicht wurde, wodurch die Verringerung des Druckverhältnisses des HP-Kompressors mehr als ausgeglichen wurde, was zu einem Netto führte Erhöhung des Kernmassenstroms.Die GE90-Varianten mit höherem Schub sind die ersten Serienmotoren mit überstrichenen Rotorblättern.Die Gondel hat einen maximalen Durchmesser von 4.200 mm.
Betriebsgeschichte
Als einer der drei verfügbaren Motoren für die neue Boeing 777 war der GE90 ein brandneues 2-Milliarden-Dollar-Design für transozeanische Strecken, im Gegensatz zu den Angeboten von Pratt amp; Whitney und Rolls-Royce, bei denen es sich um Modifikationen bestehender Motoren handelte.
Die erste Boeing 777 mit General Electric-Antrieb wurde am 12. November 1995 an British Airways ausgeliefert. Das Flugzeug mit zwei GE90-77B wurde fünf Tage später in Dienst gestellt.Die Erstinbetriebnahme wurde durchBedenken hinsichtlich des Verschleißes der Getriebelager beeinträchtigt, die dazu führten, dass die Fluggesellschaft ihre 777-Flotte1997vorübergehend aus dem Transatlantikdienst zurückzog.Die Flugzeuge von British Airways kehrten später in diesem Jahr wieder in den vollen Dienst zurück.
Probleme mit der Entwicklung und dem Testen von GE90 führten zu Verzögerungen bei derZertifizierungdurch die Federal Aviation Administration. Darüber hinaus wurde die gesteigerte Leistung des GE90 noch nicht von Fluggesellschaften genutzt und war auch der schwerste Motor der drei verfügbaren Optionen. Damit war er die am wenigsten beliebte Option, während Rolls-Royce den Spitzenplatz einnahm.British Airways ersetzte den GE90 bald durch Rolls-Royce-Triebwerke ihrer 777.
Ein GE90-115B MotorFür die 777-Langstreckenversionen der zweiten Generation von Boeing (später 777-200LR, 777-300ER und 777F genannt) war ein größerer Schub erforderlich, um die Spezifikationen zu erfüllen.General Electric und Pratt amp; Whitney bestanden auf einemVertrag, bei dem alle Gewinner berücksichtigt wurden, da 500 Millionen US-Dollar in Motormodifikationen investiert wurden, um die Anforderungen zu erfüllen.GE erhielt den Status eines alleinigen Motorenlieferanten für die Motorvarianten mit höherem Schub für die Modelle 777-200LR, -300ER und 777F.Die verbesserte Version wurde im Mai 2004 bei Air France in Dienst gestellt.
Die leistungsstärkeren Triebwerke GE90-110B1 und -115B in Kombination mit den 777-Varianten -200LR und -300ER der zweiten Generation waren ein Haupttreiber für den Absatz des Twinjet nach der konkurrierenden A330 / 340-Serie.Die Verwendung von zwei Triebwerken führt zu einem typischen Betriebskostenvorteil von etwa 8–9% für den -300ER gegenüber dem A340-600.Der 777-300ER wurde aufgrund seines Kraftstoffvorteils von 20% auch als 747-400-Ersatz bei steigenden Kraftstoffpreisen angesehen.
Bis zur Übergabe ihres Derivats, des GE9X, hatte die GE90-Serie den Titel der größten Triebwerke in der Luftfahrtgeschichte.Der Lüfterdurchmesser der Originalserie beträgt 310 cm (123 Zoll), und die größte Variante GE90-115B hat einen Lüfterdurchmesser von 330 cm (128 Zoll).Infolgedessen können GE90-Triebwerke nur von übergroßen Frachtflugzeugen wie der Antonov An-124 in zusammengebauter Form per Luftfracht befördert werden. Diesstellt einzigartige Probleme dar, wenn eine 777 aufgrundvon Notumleitungenan einem Ort ohne die richtigen Ersatzteile gestrandet ist.Wenn der Lüfter aus dem Kern entfernt wird, können die Motoren auf einem 747-Frachter geliefert werden.
Der -94B für den -200ER wird mit einigen der ersten von der FAA zugelassenen 3D-gedruckten Komponentennachgerüstet.
Im Jahr 2011 lag der Listenpreis bei 27,5 Millionen US-Dollar, und die Flugabschaltrate (IFSD) betrug 1 pro Million Flugstunden pro Triebwerk.Bis November 2015 wurden in 20 Jahren mehr als 8 Millionen Zyklen und 50 Millionen Flugstunden gesammelt.Im Juli 2020 überschritt die Flotte von 2.800 Triebwerken 100 Millionen Stunden und trieb über 1.200 Flugzeuge für 70 Betreiber mit einer Versandzuverlässigkeitsrate von 99,97% an.
Aufzeichnungen
GE90 ohne Verkleidung 
Der GE90-115B mit höherem Schub wurde in das Boeing 747-Testflugzeug von GE eingebaut.Der GE90-115B ist leistungsstark genug, um die Boeing 747-100 von GEmit den anderen Triebwerken im Leerlaufzu fliegen, ein Attribut, das während eines Flugtests demonstriert wurde.
Laut dem Guinness-Buch der Rekorde hält der Motor mit 569 kN (127.900 lbf) den Rekord für den höchsten Schub (obwohl er mit 513 kN (115.300 lbf) bewertet wurde).Diese Schubaufzeichnung wurde versehentlich im Rahmen eines einstündigen dreifach roten Motorstresstests durchgeführt.Um dem Anstieg der Torsionsspannungen Rechnung zu tragen, wurde eine neue Stahllegierung, GE1014, entwickelt und anschließend mit extremen Toleranzen bearbeitet.Der neue Rekord wurde beim Testen eines GE90-115B-Entwicklungsmotors bei Peebles Test Operation von GE Aviations aufgestellt, einem Testkomplex im Freien außerhalb von Peebles, Ohio.Es übertraf den früheren Guinness-Weltrekord des Motors von 546,98 kN (122.965 lbf).Am 10. November 2017 erreichte sein Nachfolger, der GE9X, in Peebles, Ohio, einen höheren Rekordtestschub von 597 kN (134.300 lbf).
Im Oktober 2003bracheine Boeing 777-300ER den ETOPS- Rekord, indem sie fünfeinhalb Stunden (330 Minuten) mit abgestelltem Motor fliegen konnte.Das Flugzeug mit GE90-115B-Triebwerken flog im Rahmen des ETOPS-Zertifizierungsprogramms von Seattle nach Taiwan.
Am 10. November 2005 trat der GE90 zum zweiten Mal in den Guinness-Weltrekord ein.Die GE90-110B1 trieb während des längsten Fluges der Welt eine 777-200LR mit einem Verkehrsflugzeug an, obwohl sich keine Fluggäste auf dem Flug befanden, sondern nur Journalisten und geladene Gäste.Die 777-200LR flog 21.601 km in 22 Stunden und 42 Minuten von Hongkong nach London "auf dem langen Weg": über den Pazifik, über die kontinentalen USA, dann über den Atlantik nach London.
Vorfälle
Am 11. August 2004 erlitt ein GE90-85B, der eine Boeing 777-200ER auf dem British Airways-Flug 2024 antreibt, beim Start vom George Bush Intercontinental Airport in Houston einen Triebwerksausfall.Die Piloten bemerkten beim Start ein Geräusch und Vibrationen, setzten aber die Rotation fort.Bei 1500 ft AGL bemerkten sie Rauch und Dunst im Cockpit und das Kabinenpersonal wies darauf hin, dass sich die Kabine mit Rauch füllte.Sie kehrten zum Flughafen für eine sofortige Notlandung zurück.Die Ergebnisse waren, dass sich eine Turbinenschaufel der Stufe 2 an ihrem Schaft gelöst hatte, wodurch die nachlaufenden Schaufeln beschädigt wurden, die die Vibration verursachten.Die Trümmer waren im Motorgehäuse enthalten.
Am 28. Mai 2012 erlitt eine Air Canada 777, die auf dem Weg nach Japan von Toronto abhob, einen Ausfall eines GE90-115B in 460 m Höhe und kehrte sicher zurück.Auf dem Boden wurden Motorabfälle gefunden.
Am 8. September 2015erlitt einGE90-85B, der eine Boeing 777-236ER auf British Airways Flug 2276 antreibt,während des Startvorgangs am McCarran-Flughafen in Las Vegas einen unkontrollierten Ausfall, der zu einem Brand führte.NTSB- und FAA-Untersuchungen wurden begonnen, um die Ursache zu bestimmen;Erste Ergebnisse wurden im September 2015 gemeldet.
Am 27. Juni 2016 erhielt ein GE90-115B, der eine Boeing 777-300ER auf Singapore Airlines Flug 368antreibt,während des Flugeseine Motorölwarnungund kehrte zum Flughafen Singapur Changi zurück. Bei der Landung fing der defekte rechte Motor Feuer und führte zu Brandschäden am Motor und am Flügel.
Getriebeausfälle übertragen
Die FAA hat am 16. Mai 2013 eine Lufttüchtigkeitsrichtlinie (AD) herausgegeben und diese an Eigentümer und Betreiber von Turbofan-Triebwerken GE90-110B1 und GE90-115B von General Electric gesendet.Diese Notfall-AD wurde durch Berichte über zwei Ausfälle von Transfergetriebebaugruppen (TGBs) ausgelöst, die zu Abschaltungen während des Flugs (IFSDs) führten.Die Untersuchung ergab, dass die Fehler durch Rissbildung und Trennung des TGB-Radialgetriebes verursacht wurden.Weitere Inspektionen ergaben zwei zusätzliche Radialzahnräder mit Rissen.Wenn dieser Zustand nicht korrigiert wird, kann dies zu zusätzlichen IFSDs eines oder mehrerer Triebwerke, einem Verlust der Schubkontrolle und einer Beschädigung des Flugzeugs führen.Die Lufttüchtigkeitsrichtlinie verlangt die Einhaltung von Abhilfemaßnahmen innerhalb von fünf Tagen nach Erhalt der AD.
Spezifikationen
Ein GE90-94B ( B777-200ER ) mit geraden Lüfterflügeln 
Ein GE90-110B1 ( B777-200LR ) mit gebogenen Lüfterflügeln| Variante | -76B / -77B / -85B / -90B / -94B | -110B1 / -113B / -115B |
|---|---|---|
| Art | Doppelrotor, Axialströmung, Turbofan mit hohem Bypass | |
| Kompressor | 1 Lüfter, 3-stufige LP, 10-stufige HP | 1 Lüfter, 4-stufige LP, 9-stufige HP |
| Turbine | 2-stufige HP, 6-stufige LP | |
| Länge | 286,9 in (729 cm ) | 728,1 cm (286,67 in) |
| Max.Breite | 387 cm (152,4 Zoll) | 376,9 cm (148,38 Zoll) |
| Max.Höhe | 395 cm (155,6 Zoll) | 392,6 cm (154,56 Zoll) |
| Lüfterdurchmesser | 310 cm | 330 cm |
| Gewicht | 7.893 kg (17.400 lb ) | 8.762 kg (19.316 lb) |
| Takeoff Schub | 81.070–97.300 lbf (360,6–432,8 kN ) | 492,7–513,9 kN (110,760–115,540 lbf) |
| LP Rotordrehzahl | 2.261,5 U / min | 2.355 U / min |
| HP Rotordrehzahl | 9.332 U / min | |
| Bypass-Verhältnis | 8.4 - 9 | 9 |
| Druckverhältnis | 40: 1 | 42: 1 |
| Schub-Gewichts-Verhältnis | 5.59 | 5.98 |
| Start TSFC | 0,278 lb / lbf / h (7,9 g / kN / s) | |
| Kreuzfahrt TSFC | 0,545 lb / lbf / h (15,4 g / kN / s) (-85B) | |
Derivate
GEnx
Hauptartikel: General Electric GEnxDer GEnx- Motor, der für den Boeing 787 Dreamliner und den 747-8 entwickelt wurde, stammt aus einer kleineren Kernvariante des GE90, die auch über einen Lüfter mit überstrichenen Rotorblättern verfügt.
GP7000
Hauptartikel: Engine Alliance GP7000GE Aviation hat mit Pratt amp; Whitney, Engine Alliance,eine Kooperation gegründet, in deren Rahmen die Unternehmen ein Triebwerk für den Airbus A380 mit dem Namen GP7000 entwickelt haben, das auf einer 0,72-Durchflussskala des GE90-110B / 115B-Kerns basiert.
GE9X
Hauptartikel: General Electric GE9XIm Februar 2012 kündigte GE Studien zu einem 10% effizienteren Derivat namens GE9X an, um das neue Flugzeug Boeing 777-8X / 9X anzutreiben.
LM9000
Hauptartikel: General Electric LM9000Die LM9000 ist eine aeroderivative Gasturbine, die in zwei Optionen erhältlich ist.Der LM9000 ohne Wasseraufbereitung leistet 66 MW (89.000 PS) bei einem Wirkungsgrad von 42,4% vor der Kraft-Wärme-Kopplung und der LM9000 mit Wasseraufbereitung leistet 75 MW (101.000 PS) bei einem Wirkungsgrad von 42,7% vor der Kraft-Wärme-Kopplung.Das Druckverhältnis des Motors von 33: 1 stammt von einem 4-stufigen Niederdruckkompressor, gefolgt von einem 9-stufigen Hochdruckkompressor, der von einer 2-stufigen Hochdruckturbine und einer 1-stufigen Niederdruckturbine angetrieben wird und eine 4-stufige freie Turbine antreibt.
Siehe auch
Verwandte Entwicklung
Vergleichbare Motoren
Verwandte Listen
Verweise
Anmerkungen
Externe Links
 | Wikimedia Commons hat Medien zu General Electric GE90. |
- Offizielle Website
- "Es ist auch großartiges Design: Das weltweit größte Lüfterblatt für Düsentriebwerke im Museum of Modern Art" (Pressemitteilung).GE Aviation.16. November 2004.
