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普惠PW1000G发动机

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普惠PW1000G发动机（Pratt & Whitney PW1000G）是美国普惠公司研製的一系列齒輪傳動渦輪扇發動機（英语：Geared turbofan）族系，目前是空中客车A220飞机、三菱SpaceJet、巴西航空工业E-Jets E2飞机的专用发动机，也是伊爾庫特MC-21和空中客车A320neo飞机的选用发动机之一。除了美國本土的生產線以外，普惠亦委託三菱重工業在日本名古屋設立第二條組裝線。

研发

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在高旁通比渦輪扇發動機的首級葉片安裝減速齒輪箱的構想可追朔回1980年代多國廠商合作的V2500SF SuperFan計劃，但因為其原始發動機國際航空發動機V2500狀況太多，使得齒輪傳動渦輪扇發動機方案在1987年告終。但是參與的廠商體認到這個技術的優勢，所以計劃雖然沒有繼續推動，但多間發動機廠商仍然自行投資深耕該技術領域。普惠在1980年代末與美國航太總署合作，使用葛倫研究中心的17吋風洞為高旁通比發動機進行風洞實驗；1993年夏季，普惠在美國航太總署艾姆斯研究中心所運作的80英吋風洞中測試推力53,000磅級的先進旁通比推進發動機樣機，這顆發動機旁通比15:1，首級風扇為一組18片可變槳矩複合材料葉片材質，直徑118.2英吋（3公尺），風扇內安裝減速比4:1的減速齒輪組，該齒輪組可承受40,000匹軸馬力動能。此樣機的目標是較當前同級距推力發動機降低6-7%的油耗，廢氣排放量降低15%。藉由齒輪風扇減速齒輪的幫助，在驅動軸為雙轉子架構的前提下，首級風扇轉速降低，因此風扇葉尖速度降低為每秒950英呎，與傳統雙轉子架構渦輪扇發動機的風扇葉尖速度每秒1,400英呎相比顯著降低，在改善進氣效果之餘也降低發動機噪音。在與美國航太總署的持續研究下，這個架構的齒輪變速箱設計不斷精進。

普惠在商用發動機上投入齒輪傳動葉片技術始於1998年，即PW8000[1]。PW8000是以普惠PW6000发动机升级的型號，變更升級處便是導入一套齿轮變速系统和新的单级风扇取代原有的风扇部分[2]。此一齒輪變速箱由40個零件組成，重500磅，變速效率99.7%，與發動機其它組件共用一組3加侖潤滑油箱。PW8000導入齒輪傳動風扇後，首級風扇轉速每分鐘3250轉、低壓渦輪轉速每分鐘9,160轉，降低轉速的首級葉片葉尖速度從每秒1,400英呎降低為每秒1,050英呎，噪音因此降低30分貝。普惠原先計劃生產8台原型機提供測評認證，但经过数年发展，PW8000项目最终取消[3]。

PW8000發動機取消後，普惠在齒輪傳動渦輪扇發動機領域上啟動新的研發計劃，稱為ATFI项目。ATTI計劃使用PW308發動機的壓縮機作為核心，搭配全新的首級風扇及減速齒輪箱。2007年，发动机首次运行。

随后，在与德国MTU航空发动机公司合作基础上，齿轮传动涡轮风扇发动机项目（简称GTF）启动。德国公司负责提供高速低压涡轮机和多级高压压缩机。

除了大名鼎鼎的齿轮传动涡轮风扇，新设计还包括一个面积可变的喷嘴，极具经济性[4]。

2008年7月，GTF项目更名为PW1000G，成为新的“洁淨动力（PurePower）”发动机的首款产品[5]。普惠宣布PW1000G将比现有支线飞机和单通道飞机上使用的发动机节省10-15%的燃料，而且更加安静[6]。

PW1000G的飞行测试是在普惠公司的波音747SP上[6]，而第二段飞行测试则是在空中客车A340-600上。2008年10月14日，安装在2号发动机吊架上的PW1000G在图卢兹进行了首次飞行[7]。2010年10月，PW1524G开始测试[8]。2013年，PW1100G在747SP上进行了首次测试。

2013年2月20日，PW1500G成功获得加拿大交通部认证[9]。

2019年，由三菱重工業為旗下三菱SpaceJet組裝的首台PW1200G，通過普惠的驗收測試[10]。

应用

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技術問題

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於2016年開始投入商業飛行後，采用本新型發動機的空中巴士A320neo於2017年2月起發生多宗發動機故障事件。經過調查後，發現發動機燃燒室及燃油泵軸承都出現未曾預料的設計問題[11]。走吧航空、靛藍航空、香港快運航空及美國精神航空[12]都先後因普惠發動機故障而停飛部分A320neo。

雖然技術逐漸成熟下，普惠開始為發動機更新零件，但直到2017年4月底，空中巴士仍未能保證更換零件後可解決技術問題。[13]部分客戶如捷藍航空及精神航空選擇更改訂單並改為引入前代A320ceo型客機[14]。

参数

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数据来源：普惠公司[15][16]、flightglobal.com[17][18]、空中客车公司[19]、airinsight.com[20]。

数据来源： MTU[21]

概况

  • 类型： 涡轮风扇发动机
  • 长度：
  • 直径： 1,422—2,057毫米（56.0—81.0英寸）
  • 淨重： 3800公釐 (150英寸)

组件

  • 压缩机： Axial flow,1-stage geared fan, 2-3 stage LP, 8 stage HP
  • 燃烧室： 环形燃烧室
  • 涡轮： Axial, 2-stage HP, 3-stage LP

性能

参考

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  1. ^ Pratt & Whitney's surprise leap.. [2014-06-20]. （原始内容存档于2012-10-19）. 
  2. ^ Pratt & Whitney's next leap in engine technology （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ The Short Life and Untimely Demise of the PW8000. [2014-06-20]. （原始内容存档于2011-07-08）. 
  4. ^ P&W readies for CSeries "third knob" engine testing. [2011-02-27]. （原始内容存档于2011-02-27）. 
  5. ^ P&W launches geared turbofan plane engine. The Gazette. 2008-07-14 [2008-07-14]. （原始内容存档于2016-03-03）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Garvey, William. Pratt Gears Up for PW1000G （页面存档备份，存于互联网档案馆） Aviation Week. Accessed: 9 January 2011.
  7. ^ Airbus-owned A340 flies P&W geared turbofan engine. [2014-06-20]. （原始内容存档于2011-05-20）. 
  8. ^ Pratt & Whitney geared PW1524G testing underway. [2010-10-31]. （原始内容存档于2010-11-06）. 
  9. ^ News - Media Centre （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Bombardier. Retrieved on 2013-12-09.
  10. ^ 日本的民機夢戛然而止了嗎？. 大飛機雜誌-2020年第11期. 2020-11-30 [2021-01-08]. （原始内容存档于2021-01-18）. 
  11. ^ DGCA brief details issues with the PW1100 GTF engine on the A320neo. 2017-03-09 [2017-05-13]. （原始内容存档于2019-06-16）. 
  12. ^ Photos: Spirit A320neo Aircraft Grounded in Dallas Due to Engine Issues. 2017-04-17 [2017-05-13]. （原始内容存档于2021-01-18）. 
  13. ^ Airbus says yet to see proof of Pratt & Whitney engine fix. 2017-04-27 [2017-05-13]. （原始内容存档于2019-06-18）. 
  14. ^ https://www.flightglobal.com/news/articles/spirit-sheds-a320neo-deliveries-in-2018-after-engine-436707/. 2017-04-28 [2017-05-13]. （原始内容存档于2019-06-04）.  外部链接存在于|title= (帮助)
  15. ^ PurePower PW1000G Engine. [2014-06-20]. （原始内容存档于2013-01-26）. 
  16. ^ PurePower PW1700G & PW1900G Engines (PDF). [2014-06-20]. （原始内容存档 (PDF)于2014-02-28）. 
  17. ^ P&W seals deal to begin design on GTF for Russia's MS-21. [2014-06-20]. （原始内容存档于2010-04-20）. 
  18. ^ Airbus set to launch A320 NEO. [2014-06-20]. （原始内容存档于2010-12-04）. 
  19. ^ Airbus offers new fuel saving engine options for A320 rFamily. [2014-06-20]. （原始内容存档于2010-12-23）. 
  20. ^ Embraer Launches E-Jet RE: Assessing the Impact. [2014-06-20]. （原始内容存档于2013-02-13）. 
  21. ^ PW1000G - MTU Aero Engines 互联网档案馆的存檔，存档日期2011-10-01.. Mtu.de. Retrieved on 2013-12-09.
  • Gunston, Bill. World Encyclopedia of Aero Engines, 5th Edition. Phoenix Mill, Gloucestershire, England, UK: Sutton Publishing Limited. 2006. ISBN 0-7509-4479-X. 

外部链接

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