Корпорация General Electric разрабатывает авиационный двигатель нового поколения, делая упор на аддитивные технологии. По замыслу инженеров, около 30% компонентов новой силовой установки будут изготавливаться с помощью 3D-печати, что позволит не только упростить конструкцию, но и добиться значительной экономии веса и снижения расхода топлива.
Проект получил название «Advanced Turboprop» или «Продвинутый турбовинтовой двигатель». Дизайн основан на заслуженном турбовальном двигателе CT7, широко применяемом в американском вертолетостроении. Этот двигатель, разработанный в 70-хгодах, поднимает в воздух вертолеты Bell Super Cobra, Sikorsky UH-60 Black Hawk и Boeing AH-64 Apache. Само собой, силовая установка постоянно совершенствуется. В нынешнем виде двигатель использует титановый компрессор с охлаждаемыми лопатками ради повышенной мощности и экономии топлива, а также электронное управление подачей топлива.
ATP приблизит проверенный агрегат еще на один шаг к совершенству за счет использования аддитивных технологий. Главным отличием от предыдущих версий станет упрощение конструкции, а точнее — снижение количества используемых компонентов. 3D-печать позволяет объединять отдельные детали в единое целое, повышая надежность и снижая вес конструкции в целом. Счет компонентов в таких сложных агрегатах идет на тысячи, но разработчикам удалось заменить 855 стандартных деталей двенадцатью 3D-печатными модулями. Среди 3D-печатных компонентов упоминаются маслосборники, подшипники, силовые элементы, камера сгорания и теплообменники.
«Субтрактивные технологии требуют сборки с помощью болтов или сварки, что ведет к утяжелению конструкции. В случае с ATP аддитивные технологии позволяют снижать вес, устраняя необходимость в лишних креплениях, а заодно оптимизировать дизайн компонентов», – поясняет главный инженер Гордон Фоллин.
«Это долгожданный прорыв. В машиностроении всегда приходится искать баланс между весом, стоимостью и эффективностью, но аддитивное производство позволяет добиваться всего сразу. Когда я впервые увидел [этот дизайн], я не мог заставить себя уйти домой. Тридцать лет мне приходилось страдать над выбором между весом и прочностью, а теперь эти переживания ушли в прошлое!» – рассказывает вице-президент GE Additive Мухаммед Эхтешами.
Первым реципиентом нового двигателя станет перспективный самолет бизнес-класса Cessna Denali, чья разработка ведется компанией Textron Aviation. Массовое производство силовых агрегатов планируется наладить на новой фабрике в Праге, чей ввод в эксплуатацию запланирован на 2022 год. Ранняя демонстрационная версия двигателя показывает экономию веса в 5% и топливную экономию около 1%. Самое же главное – сокращение количества деталей, что значительно ускорит испытания и упростит процесс сертификации. Ожидается, что финальный вариант позволит повысить экономию топлива до 20% при 10-процентном приросте мощности. Испытания полноценного 3D-печатного прототипа намечены на конец 2017 года.
Источник: 3dtoday