マッハの貴公子 C1Runner の熱~い日記でつ(¬_,¬)b フフフ・・・

マッハの貴公子 天才タケスィが熱~く語るでつ( ̄ω ̄)ムフ~

IHIさんも参加してるP&W社のエンジン「PW1100G-JM」のスペックはすごいなぁ~

2015-02-02 00:35:19 | 飛行機
PW1100G-JMは,先進ギヤシステムを適用したGTF( Geared Turbo Fan )形態を採用し,
バイパス比を約12まで増加させて高い推進効率を実現し,かつ先進複合材技術や
最新要素技術を組み合わせ,燃料消費率・排気ガス・騒音レベルの改善を図っているでつ。

A320neoファミリー機は,既存のA320ファミリー機のエンジン(V2500およびCFM56)に換えて
最新型のエンジンを搭載することによって,経済性,環境適合性を大幅に向上させるものであり,
2015年第4四半期の就航を目指しているでつ。

これに対し欧米主要エンジンメーカは,それぞれ新しいエンジンを提案し,
2010年12月,P&W社のPW1100G-JMとCFM International社(フランスSnecma社と
アメリカGE社の合弁会社)のLEAP-1Aが選定されたでつ。

これらの新エンジンの実現には,安全性の確保を前提として
厳しい要求に応える最新技術の適用が必要であるからでつ。

P&W社は,V2500後継エンジンの位置付けも踏まえ,V2500国際共同事業の
パートナであるJAECおよびMTU社に対し,これまでの実績に対する信頼や
保有する最新技術に対する期待からも,開発事業への参画を要請したでつ。

これを受け,P&W社およびMTU社と詳細にわたる協議を行い,同事業へ
参画することを決定したでつ。

2011年9月に共同事業覚書に調印したでつ。

JAECは,PW1100G-JMプログラムにV2500と同じ23%のシェアで参画し,
ファン,低圧圧縮機,低圧シャフトおよび燃焼器の一部を担当。

MTU社は18%のシェアで低圧タービンと高圧圧縮機の一部を,
P&W社はそれら以外の部位を担当しているでつ。

IHIさんは,V2500プログラムにおいてファンモジュール主要部品などを
担当しており,国内では60%のシェアで参画しているでつ。

本エンジンにおいては,V2500同様にファンモジュール主要部品などを担当し,
国内で65%のシェアをもつでつ。

市場規模予測は、現在120席から220席クラスの中小型機市場においては,
ボーイング737,エアバスA320などの既存機種が約12000機運航しているでつ。

このクラスにおける今後約20年間の市場規模は,機齢を考慮した場合,
現在運航している12 000機のうち約6 000機程度の代替需要が考えられるほか,
さらにこのクラスの市場成長による新規需要が期待でき,需要全体として
15000機以上の規模が想定されてるでつ。

A320neoは,この市場に投入される機体として現在エアバス社によって開発が
進められているでつ。

この市場においては今後もボーイング737などの既存機種のほか
新型機737MAXの投入もあり,さらに新たな競合機種も開発されると
考えらるでつ。

また,エアバス社は機体を一新したA320の後継機を2025年ごろに投入することも
検討してて,仮にA320neoの販売期間を14年間(2015年~2028年 )とした場合,
この期間の中小型機の市場規模は保守的にみても7 000機程度となるでつ。

この市場規模の約半分をA320neoが受注できるとすれば,3 500機程度の受注獲得が
期待され,その半数にPW1100G-JMが搭載エンジンとして選定されるとすれば,
3500台程度の需要が想定されるでつ。




PW1100G-JM主要諸元を,従来機種のV2500と比較すると
本エンジンは,V2500よりもバイパス比を上げることによって大幅な燃費性能向上と
低騒音化を実現しているでつ。




バイパス比を高くすることによってファン径がV2500より大きくなるが,独自技術の
先進複合材技術の適用が,エンジンの軽量化に大きく貢献しているでつ。

PW1100G-JMの開発日程表は、2011年度に始まり,設計,開発エンジンの
試作および各種開発試験を経て,2014年第3四半期にエンジン型式承認を
取得し,2015年第4四半期に就航を予定。




開発試験は,計8台の開発エンジンを用いた運転試験と各種要素試験から成り,
8台の開発エンジンは二つのフェーズ(ブロック- 1およびブロック- 2)に分けられ,
ブロック- 1の設計・試験を通して得られた教訓を,型式承認を得る形態である
ブロック- 2の設計に反映できるよう計画し,開発リスクの低減を図っているでつ。

2012年度に初号機の運転試験が実施されたことを含め,現在までにブロック- 1の
開発エンジン4台の試作を完了し,これらを用いた運転試験によって設計の
確認・評価を実施中である.また,ブロック- 1の設計・試験を通して得られた
教訓を踏まえた性能向上,質量低減,コスト低減,整備費低減などを
取り込んだブロック- 2の設計も完了し,現在4台の開発エンジンの
試作および運転試験準備を実施中であるでつ。

下段の従来エンジン形態に対して上段のPW1100G-JMは,
先進ギヤシステムの採用によってファンを低圧圧縮機および低圧タービンと
異なる回転数でゆっくりと駆動し,より大きなファンによる
高バイパス比・高推進効率・低騒音を実現しているでつ。




ファンと低圧圧縮機の間に先進ギヤシステムをもつことによって,
高速で回転させる低圧タービンの径および段数を従来形態の
エンジンより縮小・削減することが可能になるでつ。

ても分かるとおり,ファン部の大きさが,ファンを駆動するコア部に比べて大きいでつ。
この大きなファン部の質量を軽減するため,P&W社の技術によるアルミ中空ファン動翼のほか,
複合材技術を適用したファンケースおよびファン出口案内翼が採用されているでつ。

なお,これら複合材部品は株式会社IHIエアロスペースで製造されているでつ。




これを防止するため,外殻の複合材ベアケースの内側にアルミ合金製のハニカム付き
熱伸び調整ライナ( TCL:Thermal Conforming Liner )を配した構造を採用しているでつ。


このTCLは,熱伸びが複合材ベアケースに制限されないように支持されているため,
ファン動翼外側のライナは高空(低温)条件下においてファン動翼と同等の熱伸び量となり,
飛行時のチップクリアランスを抑制することを可能にしているでつ。

ファンケースは,ファン動翼が破断した場合でも飛散物をファンケースの外に飛び出させず,
ファンケース内に閉じ込めるコンテインメント性が求められるが,すでに要素試験によって
所要のコンテインメント性をもつことを確認済み。

次に,複合材ファン出口案内翼構造は、ファン出口案内翼は,ファン動翼で圧縮された
バイパス流を低損失で整流することで高い効率を維持する機能をもつでつ。
本エンジンのファン出口案内翼は,下流に配置されるパイロンとの干渉を抑制するため,

異なる5種類のキャンバ角をもつ翼を最適配置しているでつ。
また構造面では,ファンケースを支持する構造案内翼( SGV:Structural Guide Vane )と
なっており,大きい飛行荷重およびファンブレードオフ荷重に耐え得るとともに,
エンジン全体から要求される剛性を満たす設計とするため,複合材の翼(ベーン)の
両端(内外径)部を金属製のサポートによって挟み込む構造を採用したでつ。




低圧圧縮機部は、本エンジンの低圧圧縮機部は主に,ファンおよび低圧系ロータを
異なる回転数で回転させるため,

 ①ギヤシステム( FDGS:Fan Drive Gear System )
 ②ファンおよび低圧系ロータの主軸ベアリング
 ③FDGSを支持するフレーム(フロント・センタ・ボディ)
 ④可変入口案内翼
 ⑤3段低圧圧縮機
 ⑥高圧系ロータの主軸ベアリングを支持しマウントをもつ
  フレーム(インターミディエート・ケース),
から成るでつ。


一般的な高バイパス比エンジンは,低圧圧縮機部と高圧圧縮機部にフレームをもち,

そのフレームで低圧系,高圧系ロータ双方の主軸ベアリングやエンジンマウントを
支持するけど、本エンジンはFDGS,ならびにファンおよび低圧系ロータそれぞれの
主軸ベアリングを支持するためのフロント・センタ・ボディを,ファンと
低圧圧縮機部の間にもっていることが特徴。

さらに,このフロント・センタ・ボディはファン出口案内翼を介してファンケースを支えているでつ。

従来エンジンより回転数が高い低圧圧縮機は,可変入口案内翼をもつ3段から成り,
数値流体力学( CFD )を用いた三次元翼設計を適用しているでつ。

回転部は,高い遠心力に耐えるため,通常の高圧圧縮機の回転部に似た構造になっており,
いずれの段も動翼部と内側のディスク部を一体化したIntegrated Bladed Rotor ( IBR )を採用。

また,所要のサージ余裕を確保するため,低圧圧縮機出口部に可変抽気バルブをもつでつ。

インターミディエート・ケースに設けられた抽気ダクトの外径側出口をエンジン軸方向に
前後するバルブによって全周開閉する構造になってるでつ。

基本的にはV2500などで実績がある構造だが,ブロック- 1の運転試験において本ダクト部に
強い音響振動が発生していることが判明したため,P&W社と協力して複数の候補形態を策定し,
CFDやリグ試験を経てダクト長を短縮することが最も低リスクで必要な効果が得られることを確認したでつ。

以上の結果から直ちにブロック- 1部品の改修を行い,その後の運転試験を安全に
遂行するとともに,ブロック- 2,型式設計にさらなる改善を実施したでつ。



低圧タービンシャフト,ファン,低圧圧縮機部以外では,従来のエンジン開発・量産でも
十分な実績が、ある低圧タービンシャフトも担当。


このシャフトは,従来機種で実績がある材質を採用したが,従来機種と異なる点は回転数が
高いことであり,エンジン軸振動の点から製造時にハイスピード・バランスを
要求されているでつ。

PW1100G-JM開発プログラムの概要および技術的特長に、ついて紹介したでつ。

そして、エンジン型式承認の取得もできたしね!。




設計・製造技術を発揮しながら、さらにステップアップした取組みを推進しているでつ。

ファン出口案内翼でSGVとして、世界で初めて複合材を適用したほか,
多種多様な技術試験を経て当社独自の材料・設計が採用されたことは
世界に存在感を示す大きな機会となったでつ。


節分でつなぁ~
今年は方向間違わないように注意しないとって
思ってるタケスィがHP更新したでつ!
http://yumingtakecy.jimdo.com/
この記事についてブログを書く
  • X
  • Facebookでシェアする
  • はてなブックマークに追加する
  • LINEでシェアする
« 美樹ちゃんライブ | トップ | 中型機が熱いでつなぁ~ »
最新の画像もっと見る

飛行機」カテゴリの最新記事