Pratt&Whitney PW1000G

PW1000G
Rafael Luiz Canossa IMG 9975 (29864028665).jpg
Typ Przekładniowy turbowentylator
Pochodzenie narodowe Stany Zjednoczone
Producent Pratta i Whitneya
Pierwszy bieg Listopad 2007
Główne zastosowania

Pratt & Whitney PW1000G , zwany także GTF (turbofan z przekładnią), to rodzina silników turbowentylatorowych z przekładnią o wysokim obejściu, produkowana przez firmę Pratt & Whitney . Po wielu demonstracjach program został uruchomiony z PW1200G na pokładzie Mitsubishi SpaceJet (później odwołany) w marcu 2008 r., a pierwszy lot przetestowano w lipcu 2008 r. Pierwszym wariantem, który uzyskał certyfikat, był PW1500G dla Airbusa A220 w lutym 2013 r. Koszt programu szacuje się na 10 miliardów dolarów.

Przekładnia pomiędzy wentylatorem a szpulą niskociśnieniową umożliwia każdemu obracanie się z optymalną prędkością, co pozwala na wyższy współczynnik obejścia dla lepszej wydajności napędu . Pratt & Whitney twierdzi, że silnik jest o 16% bardziej oszczędny pod względem zużycia paliwa w porównaniu z poprzednią generacją i nawet o 75% cichszy. Pierwszym wariantem, który wszedł do służby, był PW1100G dla Airbusa A320neo w styczniu 2016 r. Po wprowadzeniu na rynek silnik miał początkowe problemy, które obejmowały uziemione samoloty i awarie w locie, które zostały później rozwiązane. Warianty mogą generować ciąg od 15 000 do 33 000 funtów siły (67 do 147 kN). Silnik jest używany w samolotach A220, A320neo, Embraer E-Jet E2 i Irkut MC-21

Rozwój

Prekursory

Latem 1993 roku firma Pratt & Whitney rozpoczęła testowanie swojego demonstratora zaawansowanego pędnika kanałowego (ADP) o masie 53 000 funtów siły (240 kN) w tunelu aerodynamicznym NASA Ames , używając skrzyni biegów 4:1 i mocy 40 000 KM (30 000 kW). Jest to wentylator o przekątnej 118,2 cala (300 cm) i 18-stopniowym skoku ostrza kompozytowe miały współczynnik obejścia 15: 1. Miał na celu zmniejszenie zużycia paliwa o 6–7%, emisji o 15% i generowanie mniejszego hałasu dzięki niższej prędkości obrotowej końcówek wentylatora wynoszącej 950 ft/s (290 m/s) w porównaniu z 1400 ft/s (430 m/s) ) w konwencjonalnych turbowentylatorach obejściowych 5:1. Chociaż skrzynia biegów i większy wentylator ważyły ​​więcej, problem ten został złagodzony poprzez zastosowanie 40% masy kompozytów, w porównaniu z 15%. W 1994 roku firma P&W planowała uruchomić skrzynię biegów o mocy 60 000 KM (45 000 kW) i ciągu 75 000 funtów siły (330 kN).

Firma P&W po raz pierwszy podjęła próbę zbudowania produkcyjnego turbowentylatora z przekładnią począwszy od około 1998 r., wprowadzając model PW8000, przeznaczony dla zakresu 25 000–35 000 funtów siły (110–160 kN). Była to modernizacja istniejącego PW6000 , która zastąpiła sekcję wentylatora skrzynią biegów i nowym jednostopniowym wentylatorem, a której celem było obniżenie kosztów operacyjnych o 8–10%, czyli 600 000 dolarów na samolot rocznie.

PW8000 miał współczynnik obejścia 11: 1 (dwa razy większy niż V2500 ), całkowity stosunek ciśnień 40: 1 i 13 stopni sprężarki zamiast 22 w V2500 dla podobnych ciągów. Wstępny rozwój miał zakończyć się 1 czerwca, pierwsze testy 10 miesięcy później, a certyfikacja 20 miesięcy później za 400 milionów dolarów. W poprzedniej dekadzie Pratt testował skrzynie biegów przez 950 godzin za 350 milionów dolarów i dążył do uzyskania sprawności na poziomie 99,5%. Skrzynia biegów ADP była o 30% mocniejsza, a w modelu PW8000 nie zachowano wentylatora o biegu wstecznym. Pratt miał kontrolować 60% programu, współdzielonego z partnerami IAE, MTU i FiatAvio, ale nie Rolls-Royce'em i prawdopodobnie Volvo i MHI.

Turbina LP pracowała z prędkością 9160 obr./min., zmniejszoną o 3:1 w przypadku wentylatora o prędkości 3250 obr./min i prędkości obrotowej łopatek 1050 ft/s (320 m/s) z 1400 ft/s (430 m/s), zmniejszając hałas do 30 EPNdB skumulowane poniżej wymagań etapu 3. Wentylator o wymiarach 190–200 cm (76–79 cali) miał 20 tytanowych łopatek i podczas wznoszenia przemieszczał 1369 funtów (621 kg) powietrza na sekundę. Po konwencjonalnym 3-stopniowym LP pojawił się 5-stopniowy kompresor o mocy 12:1 KM wyposażony w 700 łopatek inspirowany wojskowym ATEGG płaty programu o niskim współczynniku kształtu. Po komorze spalania ze ścianą pływakową/TALON pojawiła się jednostopniowa turbina HP i przeciwbieżna, 3-stopniowa turbina LP z 400 łopatkami, obie obliczeniowej dynamiki płynów (CFD). Skrzynia biegów mogła wytrzymać 50 KM / funt (82 kW / kg). Do certyfikacji wykorzystano osiem silników. Po kilku latach projekt PW8000 został porzucony.

Niedługo potem pojawił się projekt ATFI, wykorzystujący rdzeń PW308 , ale z nową skrzynią biegów i jednostopniowym wentylatorem. [ potrzebne źródło ] Jego pierwsze uruchomienie odbyło się 16 marca 2001 r. [ potrzebne źródło ] Doprowadziło to do programu Geared Turbofan (GTF), który opierał się na nowo zaprojektowanym rdzeniu opracowanym wspólnie z niemieckim MTU Aero Engines . [ potrzebne źródło ]

Przekładniowy turbowentylator (GTF)

Makieta z wycięciem sprężarki i turbiny

Po poważnym cięciu budżetu NASA na badania w dziedzinie aeronautyki na początku 2006 r. firma Pratt & Whitney zobowiązała się do wydawania 100 milionów dolarów rocznie na rozwój turbowentylatorów z przekładnią (GTF) do następnej generacji wąskokadłubowych samolotów pasażerskich, skupiających się na 25 000– Zakres ciągu 35 000 funtów siły (110–160 kN). Do tego czasu firma P&W obsługiwała 36% silników floty komercyjnej obsługiwanej na Zachodzie, w porównaniu do CFM (rosnący), GE 13%, Rolls-Royce 11% i IAE 6% ( rozwój); ale malała, ponieważ opierała się głównie na osobach starszych JT8D . Firma miała nadzieję, że GTF może zmniejszyć zużycie paliwa nawet o 12% i hałas o 31 dB w porównaniu z ówczesnymi silnikami. Firma P&W planowała demonstrację silnika naziemnego pod koniec 2007 r., której celem był ciąg 30 000 funtów siły (130 kN) z wentylatorem o średnicy 2 m (80 cali). Pierwszy test naziemny demonstratora przeprowadzono w listopadzie 2007 roku w West Palm Beach na Florydzie .

W październiku 2007 r. wybrano silnik GTF do napędu samolotu Mitsubishi Regional Jet (MRJ) mieszczącego od 70 do 90 miejsc. W marcu 2008 r. firma Mitsubishi Heavy Industries uruchomiła MRJ, składając zamówienie na 25 samolotów od All Nippon Airways , a następnie planując wejście do służby w 2013 r. W lipcu 2008 roku zmieniono nazwę GTF na PW1000G , jako pierwszy z nowej linii silników „PurePower”.

Testy w locie

Testy w locie na 747SP, na pozycji nr 2

Silnik został po raz pierwszy przetestowany na samolocie Boeing 747SP Pratt & Whitney od 11 lipca 2008 r. do połowy sierpnia 2008 r., co dało łącznie 12 lotów i 43,5 godzin lotu. Następnie leciał samolotem Airbus A340-600 w Tuluzie, rozpoczynając od 14 października 2008 r., na pylonie numer dwa.

Testowanie modelu PW1524G związanego z serią CS rozpoczęło się w październiku 2010 r. Oprócz turbowentylatora z przekładnią, początkowe projekty obejmowały dyszę wentylatora o zmiennej powierzchni (VAFN), która umożliwia poprawę wydajności napędu w całym zakresie obwiedni lotu. Jednak od tego czasu VAFN został usunięty z projektów produkcyjnych ze względu na dużą masę systemu. Silnik PW1500G uzyskał certyfikat typu Transport Canada 20 lutego 2013 r. Pierwszy test w locie jednego z planowanych płatowców produkcyjnych, Bombardier CSeries (Airbus A220), odbył się 16 września 2013 r.

Silnik A320, PW1100G, przeszedł swój pierwszy statyczny test silnika 1 listopada 2012 r., a po raz pierwszy został przetestowany na samolocie 747SP 15 maja 2013 r. Pierwszy lot Airbusa A320neo odbył się 25 września 2014 r . PW1100G silnik uzyskał certyfikat typu FAA 19 grudnia 2014 r. Czwarty wariant silnika, PW1900G dla Embraera E2 , oblatano po raz pierwszy 3 listopada 2015 r. z Mirabel w Kanadzie, zamontowany w samolocie testowym Boeing 747SP.

Produkcja

Pod skrzydłem A220 z otwartymi osłonami

Koszt programu szacowany jest na 10 miliardów dolarów. Cena katalogowa w 2011 r. wyniosła 12 mln dolarów. Na początku produkcji w 2016 r. budowa każdego GTF kosztowała PW 10 mln dolarów, czyli więcej niż cena sprzedaży, ale powinna wynosić mniej niż 2 mln dolarów za silnik. MTU dostarcza pierwsze cztery stopnie sprężarki wysokociśnieniowej, turbiny niskociśnieniowej i inne komponenty. W październiku 2016 r. MTU rozpoczęło dostawy silnika zmontowanego na swojej linii do Airbusa.

W listopadzie 2016 r. firma Pratt rozwiązała problem czasu rozruchu silnika i chciała dostarczyć do końca roku 150 jednostek napędowych, czyli o 50 mniej niż pierwotnie planowano. Było to spowodowane niską wydajnością łopatek wentylatorów, gdy na początku roku mniej niż jedna trzecia pomyślnie przeszła inspekcję, w porównaniu z 75% sukcesem w ostatnim roku. Na rok 2017 zaplanowano dostawy 350–400 silników. Spalanie paliwa było o 16% lepsze w porównaniu z wartością bazową IAE V2500, a w najlepszych przypadkach nawet o 18% lepsze.

Kłopotliwe wprowadzenie sprawiło, że klienci wybrali CFM LEAP , który zdobył 396 zamówień na A320neo w porównaniu z 39 na GTF od stycznia do początku sierpnia 2017 r.: 46% A320neo napędzanych GTF było nieczynnych przez co najmniej tydzień w lipcu 2017 r. w porównaniu przy czym zaledwie 9% osób korzysta z LEAP. Udział GTF w rynku spadł z 45% do 40% w 2016 r., ale 1523 samoloty (29%) były nadal niezdecydowane, a od sierpnia 2017 r. Pratt miał portfel zamówień na 8000 silników, w tym 1000 samolotów innych producentów niż Airbus.

W dniu 24 października 2017 r. osiągnięto niezawodność dostaw na poziomie 99,8%, a Pratt pozostawał na dobrej drodze do dostarczenia 350–400 silników w 2017 r., gdyż 254 zostały dostarczone, w tym 120 w trzecim kwartale, ale 12–15% przeznaczono na części zamienne ze względu na emisję dwutlenku węgla uszczelka powietrzna i tuleje komory spalania szybko się zużywały, co wymagało demontażu silnika w celu wymiany części. P&W spodziewa się dostarczyć ponad 2500 GTF w latach 2018–2020, a do 2025 r. ponad 10 000 silników.

Po zbudowaniu 15 samolotów PW1200G na potrzeby rozwoju Mitsubishi MRJ w Mirabel i Middletown , w połowie 2018 r. firma Mitsubishi Heavy Industries rozpoczęła montaż końcowy w Nagoi w celu wprowadzenia MRJ 2020. Zakończono oblodzenie, środowisko termiczne, przeciągnięcie, drenaż, wydajność, funkcjonalność i inne testy rozwojowe. MHI produkuje tarcze spalania i turbiny wysokociśnieniowej . Pierwszy silnik został ukończony do listopada 2019 r.

Wersja z ultrawysokim obejściem

W 2010 roku firma Pratt & Whitney rozpoczęła prace nad wersją z ultrawysokim obejściem, o przełożeniu znacznie wyższym niż 12,2:1 w PW1100G dla A320neo, aby zmniejszyć zużycie paliwa o 20% w porównaniu z CFM56 -7 i zmniejszyć hałas w porównaniu z Etap 4 FAA o 25 dB. W 2012 roku zakończono testy w tunelu aerodynamicznym wcześniejszej wersji wentylatora, a w 2015 roku przeprowadzono 275h testów na platformie wentylatora. W październiku 2017 r. zakończono ponad 175 godzin testów naziemnych kluczowych komponentów na krótszym wlocie kanału, części gondoli i wentylatorze z łopatkami o niższym współczynniku ciśnienia, czyli znacznie mniej niż 20 łopatek modelu PW1100G. Amerykańska FAA ciągłego niższego zużycia energii, emisji i hałasu (CLEEN) sponsoruje testy, a zawarte w nim technologie mają zostać sprawdzone w ramach kampanii testów w locie. Mógłby napędzać nowy samolot średniej wielkości Boeinga w połowie lat 20. XX wieku i reakcję Airbusa, i mógłby konkurować z Rolls-Royce UltraFan i wersją o większym ciągu CFM LEAP .

Przewaga GTF

W grudniu 2021 r. firma Pratt & Whitney ogłosiła, że ​​zaktualizowana wersja PW1100G samolotu A320neo GTF Advantage będzie dostępna od 2024 r., po ponad roku testów naziemnych i w locie. Oferuje o 1% większą oszczędność paliwa, większą trwałość i większy ciąg przy 34 000 funtów siły (151 kN), czyli do 8% więcej niż wcześniej na gorących i wysoko położonych lotniskach. Osiąga się to poprzez większy przepływ do rdzenia; poprawione aktywne luzem pomiędzy turbiną a uszczelnieniami, obniżenie temperatury w sprężarce wysokociśnieniowej ; ulepszone, trwalsze powłoki i bardziej odporne na uszkodzenia typu blisk . Niektóre ulepszenia mogą dotyczyć innych wariantów.

Projekt

Rodzina silników generuje ciąg od 15 000 do 34 000 funtów siły (67 do 151 kN) i wykorzystuje skrzynie biegów o mocy od 16 000 KM (12 000 kW) do 32 000 KM (24 000 kW). Dzięki umieszczeniu przekładni 3:1 pomiędzy wentylatorem a szpulą niskociśnieniową każdy obraca się z optymalną prędkością: 4 000–5 000 obr./min dla wentylatora i 12 000–15 000 obr./min dla szpuli, a szpula wysokociśnieniowa obraca się z prędkością ponad 20 000 obr./min. obr./min. Wariant PW1431G ma stopień sprężania 42. Ponieważ wentylator przekładniowy jest wolniejszy, naprężenia rozciągające na łopatkach są zmniejszone, co pozwala na stosowanie stopów aluminium o wysokiej wytrzymałości. Wentylator A320 PW1100G ma 20 łopatek w porównaniu z 36 w modelu CFM56-5B .

Pratt & Whitney twierdzi, że PW1000G jest o 16% bardziej oszczędny pod względem zużycia paliwa niż obecne silniki stosowane w odrzutowcach regionalnych i wąskokadłubowych , a także jest do 75% cichszy. Ponieważ wyższy współczynnik obejścia i dźwignia zmiany biegów przekładają się na wyższą wydajność napędu, zapotrzebowanie na rdzeń silnika o wysokiej wydajności jest mniejsze niż w przypadku CFM LEAP , pozostawiając większy margines wzrostu spalania paliwa wynoszący 5–7% w ciągu następnej dekady, średnio 1% rocznie w połączeniu z poprawkami przełożenia skrzyni biegów . PW1400G ma zużycie paliwa zależne od ciągu przelotowego 0,51 funta/lbf/h (14,4 g/kN/s)

Skrzynię biegów o mocy 30 000 koni mechanicznych (22 000 kilowatów) zaprojektowano jako element dożywotni, niewymagający żadnych planowych konserwacji poza wymianą oleju. Ma do 25 000 cykli LLP , o 25% lepiej niż inne przy 20 000 cykli, co zmniejsza koszty konserwacji , a przekładnia wentylatora nie ma ograniczeń. Oczekuje się, że układ przekładni napędu wentylatora (FDGS) pozostanie na skrzydle przez co najmniej 30 000 godzin lotu, zanim będzie wymagał pierwszego przeglądu.

Historia operacyjna

Wstęp

Lufthansa jako pierwsza latała A320neo napędzanym silnikiem PW1000G na początku 2016 r.

Pierwsza dostawa do operatora komercyjnego, A320neo dla Lufthansy , miała miejsce 20 stycznia 2016 r. Samolot wszedł do użytku komercyjnego pod koniec tego miesiąca. Na początku sierpnia 2017 r. firma Pratt obsługiwała 75 samolotów: 59 samolotów Airbus A320neo z samolotami PW1100G i 16 samolotów Airbus A220 z samolotami PW1500G. W styczniu 2018 r. osiągnął 500 000 godzin lotu na flocie składającej się ze 135 samolotów obsługiwanych przez 21 operatorów. Z powodu początkowych problemów ogólne straty w programie GTF wzrosły do ​​1,2 miliarda dolarów.

W maju 2018 r., po otrzymaniu i obsłudze pięciu samolotów A320neo, Spirit Airlines potwierdzają redukcję zużycia paliwa większą niż obiecane 15%, być może o 1–2%. Dostawy A320neo spółki Air Lease Corporation spóźniają się o 11 miesięcy, ale prezes wykonawczy Steven Udvar-Hazy uważa, że ​​powrót do normalności zajmie 12–18 miesięcy. W dniu 17 lipca 2018 r. Firma Pratt & Whitney ogłosiła, że ​​PW1500G uzyskała homologację ETOPS 180 od FAA.

Godziny rozpoczęcia

Pierwsza dostawa została skierowana do Lufthansy zamiast do Qatar Airways ze względu na dziób wirnika lub wygięcie termiczne, spowodowane asymetrycznym chłodzeniem po wyłączeniu podczas poprzedniego lotu. Różnice temperatur na odcinku wału podtrzymującym wirnik prowadzą do różnych odkształceń termicznych materiału wału, powodując wygięcie osi wirnika; powoduje to przesunięcie pomiędzy środkiem ciężkości wygiętego wirnika a osią łożyska, powodując niewielką nierównowagę i potencjalnie zmniejszając mały luz pomiędzy końcami łopatek wirnika a ścianą sprężarki. Wszystkie standardowe silniki produkcyjne są obecnie wyposażone w amortyzatory na łożyskach trzeciego i czwartego wału, które pomagają usztywnić wał. Oczekuje się, że dane z silników w eksploatacji i podczas przyspieszonych testów spowodują stopniowe skrócenie czasu rozruchu silnika. Według prezesa P&W Boba Leduca „zanim dotrzemy do czerwca (2016 r.), czas rozpoczęcia spadnie do 200 sekund, a do grudnia (2016 r.) czas rozpoczęcia spadnie do 150 sekund „.

Na konferencji prasowej zorganizowanej 26 lipca dyrektor generalny United Technologies , spółki-matki Pratt & Whitney , Gregory Hayes stwierdził, zapytany o problemy z uruchomieniem PW1100G-JM; „Jeśli chodzi o kwestie techniczne, powiedziałbym, że jest to widoczne w lusterku wstecznym. Całkiem dobrze wyjaśniono moment rozpoczęcia aktualizacji oprogramowania”. Szef grupy Airbus Tom Enders powiedział, publikując wyniki finansowe Airbusa za pierwsze półrocze 2016 r., że pierwszy zmodernizowany „złoty silnik” zostanie dostarczony Lufthansie na początku sierpnia 2016 r.

Początkowo sekwencja rozruchowa PW1000G trwała około siedmiu minut, w porównaniu do rozruchów trwających od jednej do dwóch i pół minuty w podobnych modelach CFM56 i IAE V2500 silniki; poprawki sprzętu i aktualizacje oprogramowania skróciły wymagany czas o nieco ponad minutę, a jednoczesne schładzanie obu silników pozwoliło zaoszczędzić nieco ponad dwie minuty, co daje łączną redukcję o trzy i pół minuty. Modyfikacje te zostały uwzględnione w silnikach nowo budowanych, a także w ramach modernizacji istniejących jednostek. Pratt & Whitney w dalszym ciągu poprawiał czas rozruchu, wprowadzając modyfikacje dysz paliwowych i zmiany procedur napełniania olejem, które po wprowadzeniu pod koniec 2017 r. mają pozwolić zaoszczędzić kolejną minutę.

Aby zapewnić lepsze uszczelnienie i skrócić czas chłodzenia o 1 minutę, na 11 końcówek wirników z integralnymi łopatkami nałożono powłokę sześciennego azotku boru : czasy rozruchu produkowanych silników A321neo będą podobne do V2500.

Demontaż silnika

IndiGo A320neo czeka na swoje silniki

Ponieważ IndiGo i Go Air działają w wilgotnym , gorącym, zanieczyszczonym i zasolonym środowisku, do 24 lutego z samolotów tych firm przedwcześnie wymontowano 42 silniki, a dalsze demontaże zaplanowano po ostrzeżeniach, obowiązkowych kontrolach i ewentualnych naprawach już po trzech godzin lotu zamiast dziesięciu. 28 demontażów silnika było spowodowane uszczelki powietrznej w trzecim łożysku , co umożliwiło przedostanie się cząstek metalu do układu olejowego, uruchamiając detektory. Pratt & Whitney odkrył te problemy w 2015 r. i poprawił projekt w 2016 r. po wyprodukowaniu 160. silnika z ulepszonymi komorami łożyskowymi i tłumieniem trzeciego i czwartego łożyska w celu skompensowania dziobu wirnika, a naprawy przeprowadzono na skrzydle po testach w Airbusie i Pratt . Zwiększając trwałość trzeciego uszczelnienia powietrznego przedziału łożyska, ulepszony pakiet uszczelek węglowych uzyskał certyfikat 12 kwietnia i można go zamontować podczas typowego postoju nocnego.

Trzynaście demontażów silników było spowodowane inspekcjami boroskopowymi , które wykazały zablokowanie otworów chłodzących w panelach komory spalania , prawdopodobnie z powodu bardziej zasolonego powietrza, a firma Pratt & Whitney opracowała i przetestowała trwalszą konstrukcję komory spalania , aby rozwiązać problem z dźwiękiem, i która ma zostać wprowadzona we wrześniu. Spirit Airlines poinformowały, że ulatnia się powietrze system czasami zawieszał się z powodu niskich temperatur w czterech z pięciu A320neo, problemu, którego doświadczyła również IndiGo, co skłoniło firmę Spirit do nałożenia na ich samoloty pułapu wynoszącego 30 000 stóp (9100 m). Aby uniknąć problemów z silnikami P&W1100G, linie JetBlue Airways zamieniły swoje pierwsze trzy Airbusy A321neo w 2018 r. na A321ceos , odraczając dostawę pierwszego A321neo do 2019 r. w ramach zamówienia na 60 egzemplarzy.

W 2017 roku IndiGo musiało uziemić siedem samolotów, dwa w maju, cztery w czerwcu i jeden w lipcu, a ich silniki przestały działać i czekały na modernizację: brak części zamiennych – uziemienie także All Nippon Airways i Hong Kong Express Airways A320 – sytuację pogarsza nowy indyjski podatek od towarów i usług utrudniający import. Ponieważ przeprowadzki nie zapewniały wystarczającej liczby silników zapasowych, w niektóre dni linia lotnicza musiała uziemić aż dziewięć odrzutowców. Pratt & Whitney rozumie zakłócenia w działalności, która stara się naprawić usterki, i wysłała odszkodowanie, podczas gdy zmiany w projekcie mogą zająć rok, a rozwiązanie problemu półtora roku. Od połowy 2016 r. do początków 2018 r. Indigo musiało wymienić 69 silników.

Uszczelka krawędzi noża

W lutym 2018 r., po awariach podczas lotu PW1100G ze zmodyfikowaną piastą tylną sprężarki wysokociśnieniowej – najwyraźniej problemami z uszczelnieniem krawędzi nożowej , EASA i Airbus uziemiły niektóre samoloty z rodziny A320neo do czasu wyposażenia ich w części zamienne. Później Airbus zdecydował się zaprzestać przyjmowania dodatkowych silników PW1100G do samolotów A320neo. Pomimo awarii części, która mogła wstrzymać dostawy silników do Airbusa do kwietnia, firma P&W potwierdziła swój cel dostaw na rok 2018, jakim jest podwojenie poziomu dostaw 374 silników na rok 2017, ponieważ prawie 100 silników dostarczonych do Airbusa jest problematycznych, w tym 43 w eksploatacji.

Aby rozwiązać ten problem, począwszy od dostaw silników na początku marca zostanie udostępniona poprawiona konfiguracja z dojrzałym i zatwierdzonym projektem. EASA i FAA nakazały latanie A320neo z mieszanymi silnikami i zabroniły ETOPS , ale indyjska DGCA poszła dalej i uziemiła wszystkie A320neo z uszkodzonym silnikiem. Usunięcie wady projektowej będzie kosztować Pratt & Whitney 50 milionów dolarów. Firma P&W wymieni uszczelki w 55 silnikach dostarczonych Airbusowi oraz w 43 będących w eksploatacji GTF, ponieważ cel 750 dostaw w 2018 r. wydaje się bardziej odległy.

Wibracje silnika

We wrześniu 2018 r. w samolotach PW1100G A320neo występowały rosnące wibracje silnika , czasami przed 1000 godzin lotu i głównie przy wysokich ustawieniach mocy w fazie wznoszenia , co wymagało wczesnej wymiany silnika. A320neo Lufthansy zostały uziemione 254 dni od pierwszej dostawy, 13 razy gorzej niż A320ceos , w 78% z powodu problemów z silnikiem, ponieważ dokonano 14 nieplanowanych wymian silnika. We wrześniu 2018 r. wykorzystanie A320neos stanowiło połowę wykorzystania A320ceos. Do końca listopada Airbus planował wyjaśnić sprawę pierwotną przyczynę i przedstawić dogłębną analizę do końca 2018 r. Pratt & Whitney stwierdziła, że ​​w samolotach A220 i PW1500G/PW1900G Embraera E2 nie występuje problem i że problem dotyczy mniej niż 2% samolotów PW1100G, podczas gdy 182 A320/A321neo z napędem GTF została dostarczona.

W tej rodzinie silników występuje również rezonans o wysokiej energii w komorach spalania przy małej mocy i określonych obrotach, co prowadzi do charakterystycznego „śpiewu wieloryba” podczas kołowania i generuje kilka głośnych zdarzeń dźwiękowych o wartości do 12 dB(A) wyższej od normalnego hałasu roboczego poziomy podczas podejścia do lądowania około 10 mil od przyziemienia.

Analiza częstotliwości akustycznej Silniki PW1000G na podejściu i wycie.

Do października 2018 r. około 10 samolotów A320neo z napędem P&W było zwykle uziemianych w celu naprawy. W dniu 21 stycznia 2019 r. samolot IndiGo powrócił na lotnisko wkrótce po starcie, po tym jak pilot zaobserwował wysokie wibracje w jednym z silników PW1100G-JM. [ znaczenie? ]

Nadmierna korozja

Pratt & Whitney ograniczyła trwałość przednich piast sprężarki wysokociśnieniowej PW1500G (montowanej w Airbusie A220) i PW1900G (montowanej w Embraerze E190/E195-E20) po wykryciu korozji podczas rutynowego remontu silnika. Korozja ta zmniejsza zdolność zmęczeniową w niskich cyklach i może prowadzić do pęknięć, zanim element osiągnie swój limit trwałości.

Awarie w locie

Awarie PW1100G

Indyjskie linie lotnicze IndiGo zgłosiły cztery incydenty obejmujące zgaśnięcie silnika podczas wznoszenia, a następnie wyłączenie, które miały miejsce w dniach 24, 25 i 26 października 2019 r. Przyczyną przestojów były problemy z turbiną niskociśnieniową (LPT). W dniu 1 listopada 2019 r. Indyjska Dyrekcja Generalna Lotnictwa Cywilnego (DGCA) zwróciła się do IndiGo o wymianę silników we wszystkich 98 obecnie eksploatowanych samolotach A320 Neo do 31 stycznia 2020 r. i zasugerowała odroczenie przyszłych dostaw do czasu wymiany silników w istniejącej flocie. Później DGCA przedłużyła termin do 31 maja 2020 r.

Awarie PW1500G

PW1500G napędza Airbusa A220

W dniu 13 października 2018 r. szwajcarski silnik A220 został wyłączony po tym, jak wadliwa uszczelka typu O-ring w chłodnicy oleju opałowego silnika doprowadziła do utraty ciśnienia oleju.

W dniu 25 lipca 2019 r. w samolocie Airbus A220-300 należącym do Swiss International Air Lines doszło do wyłączenia silnika podczas lotu (IFSD) i skierowano go do Paryża – Charles de Gaulle . Sprężarka niskociśnieniowa w PW1500G rozpadła się podczas wspinania się na wysokość 32 000 stóp.

W dniu 16 września 2019 r. podobny wypadek miał miejsce tuż przed osiągnięciem wysokości 35 000 stóp i załoga wróciła do Genewy . Kontrola wykazała, że ​​„wirnik pierwszego stopnia w sprężarce niskociśnieniowej uległ oddzieleniu i w obudowie sprężarki powstała dziura”. 26 września 2019 r. FAA wydała dyrektywę zdatności do lotu nakazującą przeprowadzanie inspekcji silników za pomocą boroskopu .

W dniu 15 października 2019 r. nastąpiła awaria innego silnika i załoga została skierowana do Paryża-Charles de Gaulle, szwajcarska wycofała swoją flotę do kontroli. Swiss przywrócił niektórym samolotom status lotu tego samego dnia po kontroli silnika i planował przywrócić operacje lotnicze do 17 października. Aktualizacja oprogramowania może powodować szkodliwe wibracje szybko poruszających się części, powodując awarie.

Po tych awariach silnika Transport Canada wydał dyrektywę zdatności do lotu w sytuacjach awaryjnych, ograniczającą moc do 94% N1 powyżej 29 000 stóp (8800 m), wyłączając automatyczną przepustnicę na czas wznoszenia się na tę wysokość przed ponownym włączeniem jej podczas rejsu. W przypadku PW1500G N1 to szpula niskociśnieniowa o prędkości nominalnej 10 600 obr./min , z przekładnią wentylatora o przełożeniu 1:3,0625 (prędkość nominalna 3461 obr./min). Szczyt wspinaczki to najbardziej wymagający aerodynamicznie punkt dla turbowentylatora, w którym sprężarka obraca się najszybciej. Dyrektywa stwierdza, że ​​„wspinanie się na duże wysokości przy wyższych ustawieniach ciągu w przypadku silników o określonych wartościach ciągu” może przyczyniać się do awarii i ostrzega, że ​​„ten stan, jeśli nie zostanie skorygowany, może prowadzić do niepohamowanej awarii silnika i uszkodzenia Samolot". EASA przyjęła dyrektywę, a oczekuje się, że inne pójdą jej śladem .

Silniki biorące udział w zdarzeniach z lipca i września miały odpowiednio 154 i 230 cykli, natomiast awaria w październiku wystąpiła w przypadku silnika, który przepracował 1654 cykle od nowego, ale w ciągu 300 cykli po aktualizacji elektronicznego układu sterowania silnikiem . Pratt & Whitney zaleca przeglądy silników do 300 cykli po aktualizacji.

Inny PW1500G uległ awarii silnika 12 lutego 2020 r. na pokładzie A220-300 należącego do Air Baltic podczas lotu BT-677 z Rygi na Łotwie do Malagi w Hiszpanii. W następstwie tych awarii samolotu Airbus A220 PW1500G podobne oprogramowanie sterujące elektroniczne PW1900G zostało zaktualizowane dla potrzeb Embraera E195-E2 .

Aplikacje

Zaproponowano go dla Sukhoi Superjet 130 i Rekkof Aircraft F-120NG [ nl ] .

Dane techniczne

Rodzina PW1000G
Program PW1100G PW1400G PW1500G PW1900G PW1700G PW1200G
Średnica wentylatora 81 cali (206 cm), 20 ostrzy 73 cale (185 cm), 18 ostrzy 56 cali (142 cm), 18 ostrzy
Współczynnik obejścia 12,5:1 12:1 9:1
Pchnięcie statyczne
24 000–35 000 funtów siły 110–160 kN
28 000–31 000 funtów siły 120–140 kN
19 000–23 300 funtów siły 85–104 kN
17 000–23 000 funtów siły 76–102 kN
15 000–17 000 funtów siły 67–76 kN
15 000 funtów siły 67 kN
Kompresor Przepływ osiowy, 1 wentylator z przekładnią, 3-stopniowy LPC, 8-stopniowy HPC to samo, z wyjątkiem 2-stopniowego LPC
Komora spalania Komora spalania ubogiej mieszanki Talon-X
Turbina Przepływ osiowy, 2-stopniowy HP, 3-stopniowy LP
Aplikacja Rodzina A320neo Irkut MC-21 Rodzina A220 E-Jet E2 190/195 E-Jet E2 175 SpaceJet M90/M100
Wpis serwisowy 25 stycznia 2016 r - 15 lipca 2016 r 24 kwietnia 2018 r - Odwołany
Typ Certyfikat Arkusz danych
Program PW1100G PW1400G PW1500G PW1900G PW1700G PW1200G
Długość 133,9 cala / 3,401 m 125,4 cala / 3,184 m 113,5 cala (2,88 m)
Średnica obudowy wentylatora 87,6 cala / 2,224 m 79,0 cali / 2,006 m 62 cale (1,57 m)
Waga 6300 funtów / 2858 kg 4800 funtów / 2177 kg 3800 funtów (1724 kg)
Ciąg startowy

30/33G: 147,28 kN 33 110 funtów siły 27G: 120,43 kN 27 075 funtów siły 24/22G: 107,82 kN

PW1431G: 31572 funtów siły 140,39 kN

19G: 87,96 kN / 19775 funtów siły 21G: 97,73 kN / 21970 funtów siły 24/25G: 108,54 kN / 24400 funtów siły

19G: 20860 funtów siły / 92,79 kN 21G: 22550 funtów siły / 100,31 kN 22/23G: 23815 funtów siły / 105,93 kN

PW1217G: 19190 funtów siły i 85,4 kN
Stosunek ciągu do masy 3,85 – 5,26 5.01 4.12 – 5.08 4,35 – 4,96 5.05
Maks. Prędkość wirnika LP 10 047 obr./min 10 600 obr./min 12 680 obr./min
Maks. Prędkość wiatraka 3281 obr./min 3461 obr./min 5264 obr./min
Maks. Prędkość wirnika HP 22 300 obr./min 24 470 obr./min 25 160 obr./min

Zobacz też

Powiązany rozwój

Porównywalne silniki

Powiązane listy

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pratt_%26_Whitney_PW1000G&oldid=1143285665 ”