El General Electric GE90 es una familia de motores de avión turbofan de alto bypass construidos por GE Aviation para el Boeing 777 , con potencias de empuje de 81.000 a 115.000 lbf (360 a 510 kN). Entró en servicio con British Airways en noviembre de 1995. Es una de las tres opciones para las versiones 777-200, -200ER y -300, y el motor exclusivo de los modelos -200LR, -300ER y 777F. Era el motor a reacción más grande , [3] hasta que fue superado en enero de 2020 por su sucesor, el 110.000 lbf (490 kN) GE9X , que tiene un ventilador de 6 pulgadas (15 cm) más ancho. Sin embargo, el GE90 sigue siendo más poderoso que su sucesor, el GE9X.
GE90 | |
---|---|
GE90-115B | |
Tipo | Turbofan |
origen nacional | Estados Unidos |
Fabricante | Aviación GE |
Primer intento | Marzo de 1993 [1] |
Principales aplicaciones | Boeing 777 |
Producido | 1993-presente |
Número construido | 2.800 para julio de 2020 [2] |
Desarrollado en | General Electric GEnx Engine Alliance GP7000 General Electric GE9X |
Desarrollo
El GE90 fue desarrollado a partir del motor de eficiencia energética de la década de 1970 de la NASA , una variante prototipo del General Electric CF6 . El ventilador sin conductos GE36 ( propfan ) de GE estaba destinado a reemplazar el turboventilador de alto bypass CFM International CFM56 que inicialmente no era competitivo contra el rival IAE V2500 . Sin embargo, cuando el V2500 tuvo problemas técnicos, las ventas del CFM56 despegaron. A GE no le interesaba que el GE36 canibalizara al CFM56, y aunque "el UDF podía volverse confiable con estándares anteriores, los turboventiladores se estaban volviendo mucho, mucho mejores que eso". Sin embargo, GE integró la tecnología de hoja de UDF directamente en el GE90. [4]
El motor GE90 se lanzó en 1990. [5] GE Aviation se asoció con Snecma (Francia, 24%), IHI (Japón) y Avio (Italia) para el programa. [6] Inicialmente, el GE90 era solo una de las tres opciones del 777 y el entonces CEO de GE Aviation , Brian H. Rowe , habría pagado por el desarrollo de ponerlo en un A330 , pero la estrategia de Airbus para el largo recorrido era el A340 de cuatro motores , perdiendo el mercado que favorece a los gemelos . [7]
La versión más grande y de mayor empuje -115B que impulsa la segunda generación del 777 (-300ER, -200LR y -200F) tuvo su primera ejecución en las instalaciones de GE en Peebles , Ohio en noviembre de 2001. [8]
Diseño
El compresor de alta presión de 10 etapas del GE90 desarrolló una relación de presión récord en la industria de 23: 1 y es impulsado por una turbina HP de 2 etapas refrigerada por aire. Un compresor de baja presión de 3 etapas, situado directamente detrás del ventilador, sobrealimenta el núcleo. El ventilador / LPC es impulsado por una turbina de baja presión de 6 etapas.
Las variantes de mayor empuje, GE90-110B1 y -115B, tienen una arquitectura diferente a la de las versiones anteriores del GE90. General Electric incorporó un ventilador avanzado de mayor diámetro hecho de materiales compuestos que mejoran el empuje a bajas velocidades de vuelo. Sin embargo, GE también necesitaba aumentar la potencia del núcleo para mejorar el empuje neto a altas velocidades de vuelo. En consecuencia, GE eligió aumentar la capacidad del núcleo, lo que logró al quitar una etapa de la parte trasera del compresor HP y agregar una etapa adicional al compresor LP, que compensó con creces la reducción en la relación de presión del compresor HP, lo que resultó en una aumento del flujo másico del núcleo. [9] Las variantes GE90 de mayor empuje son los primeros motores de producción que cuentan con palas de rotor en barrido. La góndola tiene un diámetro máximo de 166 pulgadas (4.200 mm). [10]
Historia operativa
Como uno de los tres motores disponibles para el nuevo Boeing 777, el GE90 era un diseño completamente nuevo de $ 2 mil millones destinado a manejar rutas transoceánicas, en contraste con las ofertas de Pratt & Whitney y Rolls-Royce, que eran modificaciones de motores existentes. [11]
El primer Boeing 777 propulsado por General Electric se entregó a British Airways el 12 de noviembre de 1995. [12] El avión, con dos GE90-77B, entró en servicio cinco días después. El servicio inicial se vio afectado por problemas de desgaste de los cojinetes de la caja de cambios , lo que provocó que la aerolínea retirara temporalmente su flota 777 del servicio transatlántico en 1997. El avión de British Airways volvió al servicio completo más tarde ese año. [13]
Los problemas con el desarrollo y las pruebas de GE90 provocaron retrasos en la certificación de la Administración Federal de Aviación . Además, las aerolíneas aún no utilizaron el aumento de producción del GE90 y también fue el motor más pesado de las tres opciones disponibles, lo que lo convirtió en la opción menos popular, mientras que Rolls-Royce ocupó el primer lugar. British Airways pronto reemplazó el GE90 con motores Rolls-Royce en sus 777. [11] [14]
Para las versiones de largo alcance del 777 de segunda generación de Boeing (más tarde llamadas 777-200LR, 777-300ER y 777F), se necesitaba un mayor empuje para cumplir con las especificaciones. General Electric y Pratt & Whitney insistieron en un contrato en el que el ganador se lo lleve todo debido a la inversión de 500 millones de dólares en modificaciones del motor necesarias para cumplir con los requisitos. GE recibió el estatus de proveedor único de motores para las variantes de motores de mayor empuje para el 777-200LR, -300ER y 777F. [11] [14] La versión mejorada entró en servicio con Air France en mayo de 2004. [15]
Los motores GE90-110B1 y -115B de mayor potencia, en combinación con las variantes 777 de segunda generación -200LR y -300ER, han sido un impulsor principal de las ventas del twinjet más allá de la serie rival A330 / 340. [16] El uso de dos motores produce una ventaja de costo operativo típica de alrededor del 8% al 9% para el -300ER sobre el A340-600. [17] El 777-300ER también se ha visto como un reemplazo del 747-400 en medio del aumento de los precios del combustible, dada su ventaja del 20% en el consumo de combustible. [18]
Hasta que pasó por su derivado, el GE9X , la serie GE90 ostentaba el título de los motores más grandes en la historia de la aviación. El diámetro del ventilador de la serie original es de 123 pulgadas (310 cm), y la variante más grande GE90-115B tiene un diámetro de ventilador de 128 pulgadas (330 cm). Como resultado, los motores GE90 solo pueden transportarse por aire en forma ensamblada por aviones de carga de gran tamaño como el Antonov An-124 , lo que presenta problemas únicos si, debido a desviaciones de emergencia, un 777 se queda varado en un lugar sin las piezas de repuesto adecuadas. Si el ventilador se quita del núcleo, entonces los motores pueden enviarse en un 747 Freighter . [19]
El -94B para el -200ER se está modernizando con algunos de los primeros componentes impresos en 3D aprobados por la FAA . [20]
En 2011, su precio de lista era de 27,5 millones de dólares y tenía una tasa de parada en vuelo (IFSD) de uno por millón de horas de vuelo del motor. [3] Hasta noviembre de 2015, acumuló más de 8 millones de ciclos y 50 millones de horas de vuelo en 20 años. [21] En julio de 2020, la flota de 2.800 motores superó los 100 millones de horas, impulsando más de 1.200 aviones para 70 operadores con una tasa de fiabilidad de despacho del 99,97%. [2]
Registros
El GE90-115B es lo suficientemente potente como para volar el banco de pruebas Boeing 747-100 de GE con los otros motores en ralentí, un atributo demostrado durante una prueba de vuelo. [22] [23]
Según el Libro Guinness de los récords , con 127,900 lbf (569 kN), el motor tiene el récord de empuje más alto (aunque clasificado en 115,300 lbf (513 kN)). Este récord de empuje se logró inadvertidamente como parte de una prueba de esfuerzo del motor de tres líneas rojas de una hora. Para adaptarse al aumento de las tensiones de torsión, se creó una nueva aleación de acero, GE1014, que luego se mecanizó con tolerancias extremas. [24] El nuevo récord se estableció durante las pruebas de un motor de desarrollo GE90-115B en la operación de prueba Peebles de GE Aviations, que es un complejo de pruebas al aire libre en las afueras de Peebles, Ohio. Eclipsó el anterior récord mundial Guinness del motor de 122,965 lbf (546,98 kN). [25] El 10 de noviembre de 2017, su sucesor, el GE9X , alcanzó un empuje de prueba récord más alto de 134,300 lbf (597 kN) en Peebles, Ohio . [26]
En octubre de 2003, un Boeing 777-300ER rompió el récord ETOPS al poder volar cinco horas y media (330 minutos) con un motor apagado. [27] La aeronave, con motores GE90-115B, voló de Seattle a Taiwán como parte del programa de certificación ETOPS.
El 10 de noviembre de 2005, el GE90 entró en el Guinness World Records por segunda vez. El GE90-110B1 impulsó un 777-200LR durante el vuelo más largo del mundo en un avión comercial, aunque no había pasajeros que pagaran la tarifa en el vuelo, solo periodistas e invitados. El 777-200LR voló 13,422 mi (21,601 km) en 22 horas, 42 minutos, volando de Hong Kong a Londres "por el camino largo": sobre el Pacífico, sobre los Estados Unidos continentales y luego sobre el Atlántico hasta Londres. [28]
Incidentes
El 11 de agosto de 2004, un GE90-85B que impulsaba un Boeing 777-200ER en el vuelo 2024 de British Airways sufrió una falla en el motor al despegar del Aeropuerto Intercontinental George Bush de Houston. Los pilotos notaron un ruido y vibración en el despegue pero continuaron la rotación. A 1500 pies AGL notaron humo y neblina en la cabina y la tripulación de cabina informó que la cabina se estaba llenando de humo. Regresaron al aeropuerto para un aterrizaje de emergencia inmediato. Los hallazgos fueron que una pala de turbina de etapa 2 se había separado en su vástago dañando las palas de arrastre causando la vibración. Los escombros estaban contenidos en la carcasa del motor. [29]
El 28 de mayo de 2012, un Air Canada 777 que despegaba de Toronto en ruta a Japón sufrió la falla de un GE90-115B a 1.500 pies (460 m) y regresó sano y salvo. Se encontraron restos de motor en el suelo. [30] [31]
El 8 de septiembre de 2015, un GE90-85B que impulsaba un Boeing 777-236ER en el vuelo 2276 de British Airways sufrió una falla no contenida durante el despegue en el aeropuerto McCarran de Las Vegas, lo que provocó un incendio. Se iniciaron investigaciones de la NTSB y la FAA para determinar la causa; las conclusiones iniciales se notificaron en septiembre de 2015. [32] [33]
El 27 de junio de 2016, un GE90-115B que impulsaba un Boeing 777-300ER, en el vuelo 368 de Singapore Airlines , recibió una advertencia de aceite del motor durante el vuelo y regresó al aeropuerto Changi de Singapur . Al aterrizar, el motor derecho averiado se incendió, lo que provocó daños por incendio en el motor y el ala. [34]
Fallos de la caja de cambios de transferencia
La FAA emitió una Directiva de aeronavegabilidad (AD) el 16 de mayo de 2013 y la envió a los propietarios y operadores de motores turbofan General Electric GE90-110B1 y GE90-115B. Esta AD de emergencia fue provocada por informes de dos fallas de conjuntos de caja de cambios de transferencia (TGB) que resultaron en paradas en vuelo (IFSD). La investigación reveló que las fallas fueron causadas por el agrietamiento y la separación del engranaje radial TGB. Inspecciones posteriores encontraron dos engranajes radiales adicionales con grietas. Esta condición, si no se corrige, podría resultar en IFSD adicionales de uno o más motores, pérdida del control de empuje y daños al avión. La Directiva de aeronavegabilidad exige su cumplimiento mediante la adopción de medidas correctivas dentro de los cinco días posteriores a la recepción de la AD. [35]
Especificaciones
Variante | -76B / -77B / -85B / -90B / -94B | -110B1 / -113B / -115B |
---|---|---|
Tipo | Turbofan de doble rotor, flujo axial , alto bypass | |
Compresor | 1 ventilador, LP de 3 etapas, HP de 10 etapas | 1 ventilador, LP de 4 etapas, HP de 9 etapas [37] |
Turbina | HP de 2 etapas, LP de 6 etapas | |
Longitud [a] | 286.9 en (729 cm ) | 286,67 pulgadas (728,1 cm) |
Max. ancho | 152,4 pulg. (387 cm) | 148,38 pulgadas (376,9 cm) |
Max. altura | 155,6 pulg. (395 cm) | 154,56 pulgadas (392,6 cm) |
Diámetro del ventilador [38] | 123 pulg. (310 cm) | 128 pulg. (330 cm) |
Peso [b] | 17.400 libras (7.893 kg ) | 19,316 libras (8,762 kg) |
despegue empuje | 81,070–97,300 lbf (360.6–432.8 kN ) | 110,760–115,540 lbf (492.7–513.9 kN) [c] |
Velocidad del rotor LP | 2.261,5 rpm | 2.355 rpm |
Velocidad del rotor HP | 9.332 rpm | |
Relación de derivación [6] | 8.4 - 9 | 9 |
Relación de presión [37] | 40: 1 | 42: 1 |
Relación empuje-peso | 5,59 | 5,98 |
Despegue TSFC | 0,278 libras / lbf / h (7,9 g / kN / s) [39] | |
Crucero TSFC | 0.545 lb / lbf / h (15.4 g / kN / s) (-76B) [40] (-85B) [41] o 0.520 lb / lbf / h (14.7 g / kN / s) (-85B) [40] [ URL desnuda ] [42] [ URL desnuda ] |
Derivados
GEnx
El motor GEnx , que ha sido desarrollado para el Boeing 787 Dreamliner y el 747-8 , se deriva de una variante de núcleo más pequeño del GE90, que también cuenta con un ventilador con palas de rotor en flecha.
GP7000
GE Aviation estableció una empresa cooperativa con Pratt & Whitney, denominada Engine Alliance , en virtud de la cual las empresas desarrollaron un motor para el Airbus A380 , denominado GP7000, basado en una escala de flujo de 0,72 del núcleo GE90-110B / 115B.
GE9X
En febrero de 2012, GE anunció estudios sobre un derivado 10% más eficiente, denominado GE9X, para impulsar el nuevo avión Boeing 777-8X / 9X .
LM9000
El LM9000 es una turbina de gas aeroderivada disponible en dos opciones; el LM9000 sin aumento de agua con una potencia de 66 MW (89.000 hp) con una eficiencia del 42,4% antes de la cogeneración , y el LM9000 con aumento de agua con una potencia de 75 MW (101.000 hp) con una eficiencia del 42,7% antes de la cogeneración. [43] La relación de presión de 33: 1 del motor proviene de un compresor de baja presión de 4 etapas seguido de un compresor de alta presión de 9 etapas, impulsado por una turbina de alta presión de 2 etapas y una turbina de baja presión de 1 etapa, que alimenta una de 4 etapas Turbina libre. [44]
Ver también
Desarrollo relacionado
- General Electric GEnx
- Alianza de motores GP7000
- General Electric GE9X
- General Electric LM9000
Motores comparables
- Pratt y Whitney PW4000
- Rolls-Royce Trent 800
- Rolls-Royce Trent XWB
Listas relacionadas
- Lista de motores de aviones
Referencias
- ^ Abanico giratorio al cuerpo central de la boquilla
- ^ Seco, incluye motor básico, accesorios básicos del motor y equipo opcional
- ^ récord mundial establecido en 127,900 lbf (569 kN) en pruebas a 827 pies sobre el nivel del mar [25]
Notas
- ^ Brian J. Cantwell (2 de febrero de 2010). "El GE90 - Introducción" (PDF) . Universidad Stanford. Archivado desde el original (PDF) el 30 de septiembre de 2017 . Consultado el 2 de febrero de 2016 .
- ^ a b "El motor GE90 supera los 100 millones de horas" (Nota de prensa). GE Aviation. 24 de julio de 2020.
- ^ a b "Año récord para el motor a reacción más grande y potente del mundo" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 19 de enero de 2012.
- ^ La corta y feliz vida del ventilador de utilería | Historia | Revista Air & Space
- ^ "El primer año de servicio del GE90 fue un gran éxito" (comunicado de prensa). GE Aviation. 18 de noviembre de 1996.
- ^ a b "motores de aviones comerciales -GE90" (PDF) . Snecma . Safran.
- ^ Scott Hamilton (14 de diciembre de 2017). "Los principales funcionarios de Airbus se burlaron del objetivo de participación de mercado del 50% de Leahy" . Leeham . Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2018 . Consultado el 14 de diciembre de 2017 .
- ^ "Empiezan las pruebas completas de GE90" . Vuelo global . Consultado el 26 de mayo de 2020 .
- ^ "La historia de mayor regreso de GE90: ge aviations" . GE Aviation . Consultado el 12 de febrero de 2020 .
- ^ Dominic Gates (4 de enero de 2019). "Los motores a reacción más grandes jamás vistos están listos para rugir en el 777X de Boeing" . El Seattle Times .
- ^ a b c "GE90 asegura una posición exclusiva en 777X" . Vuelo global . 14 de julio de 1999.
- ^ Eden, Paul, ed. (2008). La aeronave civil en la actualidad: la aeronave comercial más exitosa del mundo . Londres: Amber Books Ltd. p. 115. ISBN 1-84509-324-0.
- ^ Norris, Guy; Mark Wagner (1999). Aviones de pasajeros Boeing modernos . Minneapolis, Minnesota: Zenith Imprint. págs. 143-144. ISBN 0-7603-0717-2.
- ^ a b "Cómo Ge bloqueó esa orden de Boeing" . Bloomberg. 9 de agosto de 1999.
- ^ "GE90-115B: El mejor motor a reacción nuevo de GE para el servicio de aerolínea" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 17 de julio de 2006.
- ^ "Airbus A350 XWB ejerce presión sobre Boeing 777" . flightglobal. 26 de noviembre de 2007.
- ^ Ben Kingsley-Jones; Guy Norris (29 de noviembre de 2005). "A340 mejorado para enfrentarse al 777" . Vuelo internacional .
- ^ Jens Flottau (14 de noviembre de 2011). "Airbus se despide del A340, pospone la entrega del A350" . Semana de la aviación y tecnología espacial .
- ^ "GE se esfuerza por identificar la falla del motor de Air France" . Vuelo internacional . 3 de enero de 2006.
- ^ "La FAA aprobó la primera pieza impresa en 3D para volar en un motor a reacción comercial de GE" . Informes de GE . GE Aviation. 14 de abril de 2015.
- ^ "Etihad Airways firma acuerdos de motores con GE para Boeing 777 Freighters" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 10 de noviembre de 2015.
- ^ El motor a reacción más grande de General Electric para B-777 . Canal Historia. 2008. El evento ocurre a las 3: 00–3: 10 min . Consultado el 11 de julio de 2013 .
- ^ "Certificación GE90-115B: una mirada a las pruebas de vuelo" . Le Webmag . Safran. 8 de agosto de 2003. Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2006.
- ^ "Continúa el impresionante progreso del motor GE90-115B" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 24 de julio de 2000.
- ^ a b "GE90 establece un nuevo récord mundial de empuje; el motor completa las pruebas de certificación FAR 33" (comunicado de prensa). GE Aviation. 5 de febrero de 2003.
- ^ "GE9X rompe el título GUINNESS WORLD RECORDS ™ por su empuje" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 12 de julio de 2019.
- ^ "Boeing 777-300ER realiza vuelo ETOPS de 330 minutos" (Comunicado de prensa). Boeing. 15 de octubre de 2003.
- ^ "El récord de distancia de vuelo aguarda mientras el gran 777 se dirige a Londres" . Seattle Post-Intelligencer . 8 de noviembre de 2005.
- ^ url = https://www.ntsb.gov/_layouts/ntsb.aviation/brief2.aspx?ev_id=20041015X01640&ntsbno=DCA04IA066&akey=1
- ^ "La inspección de mantenimiento fue un factor en la falla del motor de Air Canada 2012 durante el despegue del aeropuerto internacional Lester B. Pearson" . Junta de Seguridad en el Transporte de Canadá. 13 de diciembre de 2013 . Consultado el 11 de septiembre de 2015 .
- ^ Edmiston, Jake (29 de mayo de 2012). "Los escombros del avión de Air Canada golpearon a los automóviles después de una falla del motor, confirma la junta de seguridad" . Correo Nacional .
- ^ Charles Alcock (8 de septiembre de 2015). "La falla del motor provoca un incendio en el Boeing 777 de British Airways" . Noticias internacionales de aviación .
- ^ "NTSB publica actualización sobre el incendio del motor de British Airways en Las Vegas" . NTSB. 8 de septiembre de 2015 . Consultado el 8 de agosto de 2015 .
- ^ "Daños por fuego aparentes en el ala SIA 777" . Vuelo global . 27 de junio de 2016.
- ^ "Directiva de aeronavegabilidad de emergencia (AD) 2013-10-52" (PDF) . FAA. 16 de mayo de 2013. enviado a propietarios y operadores de motores turbofan GE90-110B1 y GE90-115B de General Electric Company (GE). Archivado desde el original (PDF) el 7 de noviembre de 2016 . Consultado el 7 de noviembre de 2016 .
- ^ "Ficha técnica del certificado tipo E00049EN" (PDF) . FAA. 23 de junio de 2016.
- ^ a b "Motor de avión comercial GE90" . GE Aviation.
- ^ "Ventilador GE90-115B completando la prueba de las aspas; Programado para la primera prueba del motor" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 17 de junio de 2001.
- ^ "Engine Directory Part 1 - Turbofans" . Vuelo internacional . 14 de noviembre de 2000.
- ^ a b https://commons.erau.edu/ijaaa/vol4/iss4/6/
- ^ Lloyd R. Jenkinson y col. (30 de julio de 1999). "Diseño de aviones a reacción civil: archivo de datos del motor" . Elsevier / Butterworth-Heinemann.
- ^ https://publications.rwth-aachen.de/record/668901/files/668901.pdf
- ^ "LM9000" . General Electric . Consultado el 2 de julio de 2018 .
- ^ "LM9000 - El nuevo motor principal de petróleo y gas" (PDF) . Energia General. 2017.
enlaces externos
- Página web oficial
- "También es un gran diseño: el aspa de ventilador de motor a reacción más grande del mundo en el Museo de Arte Moderno" (comunicado de prensa). GE Aviation. 16 de noviembre de 2004.