GE Aviation планирует использовать композитные материалы с керамической матрицей для производства реактивных двигателей будущего

Использование деталей из износостойких легких композитных материалов в зоне высоких температур реактивных двигателей – очень непростая задача. Однако GE Aviation уже находится на пороге ее решения.
Двигатель F136 истребителя Joint Strike, разработанный командой «Rolls-Royce Fighter Engine» из GE, содержит третью ступень и турбинные лопатки низкого давления, выполненные из композитного материала с керамической матрицей (ceramic matrix composites – CMC). Когда в 2010 году начнется тестирование истребителя Strike Fighter с двигателем F136, использование CMC-материалов в зоне высоких температур двигателя истребителя, возможно, станет первым коммерческим применением композитного материала с керамической матрицей.
 

Разработки в области композитов с керамической матрицей – это основная задача подразделения GE Aviation. Кроме того, компоненты из CMC-материалов являются главной особенностью программы eCore, ключевой для развития и внедрения следующего поколения двигателей от GE, предназначенных для узкофюзеляжных самолетов.

CMC-материалы сделаны из карбидо-силиконовых керамических волокон и керамической смолы, производство которых очень сложный процесс, с дальнейшим улучшением их механических свойств с помощью специализированных покрытий.

 

 

Применение CMC-материалов для реактивных двигателей обосновано по двум причинам:

GE Aviation and исследовательский центр компании GE приобрели СМС технологию более 15 лет назад. Несколько лет назад подразделение GE Aviation по государственному заказу начало разработку технологии производства двигателей с некоторыми деталями (например, лопастями турбин низкого давления) выполненными из композитного материала с керамической структурой.
 

 

«Разработка новых материалов для реактивных двигателей занимает много лет и требует инвестиций» – отметил Robert Schafrik, руководитель отдела материалов и процесса производства. «Однако, польза, полученная от таких разработок, обеспечивает значительные конкурентные преимущества. Применение СМС-материалов выводит производство реактивных двигателей на новый уровень».

 

 

Robert Schafrik предполагает, что в ближайшем будущем компоненты из СМС-материалов будут обширно использоваться для зоны высоких температур двигателей. Например, компания CFM International (совместная компания, образованная Snecma - SAFRAN GROUP и GE) запускает проект Leap-X по разработке к 2010 году тестовой модели двигателя с СМС-компонентами, тем самым продвигая технологию двигателей нового поколения для узкофюзеляжных самолетов.

По словам Roger Doughty, менеджера по СМС разработкам и технологиям в GE Aviation, в следующие 15 лет усовершенствованные GE реактивные двигатели могут положить начало широкому использованию композитных материалов с керамической матрицей в различных отраслях промышленности.