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航發三巨頭之:通用電氣

俗話說:航空工業是全球工業領域的皇冠, 而航空發動機是皇冠上的明珠。 能生產航發的國家和企業不多, 做的好的就更少。 航發全球第一梯隊就通用電氣(GE)、普惠(P &W)和羅羅(RR)三家。

而通用電氣作為軍民雙線通吃的強者, 雖然在F-22、F-35的發動機競爭中不敵普惠, 但憑藉著民航大推力還是當之無愧的NO.1;相對GE而言, 普惠更偏重軍品線, 民品主要是中小推力, 但靠著獨享F-22和F-35, 普惠應該穩居第二。

而羅羅與普惠相反, 以民品主要, 軍品上羅羅拿得出手也就A400M的TP400-D6和“颱風”的EJ200了, 但量都不大, 羅羅應該說只能排老三。

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巨頭也山寨

通用電氣的前生是1879年發明家愛迪生創辦的愛迪生電燈公司。 後來愛迪生被董事會踢了出去。 到二戰爆發前, 通用電氣已經是一個多元化的公司, 除了電氣業務外, 還為當時的飛機活塞發動機生產渦輪增壓器, 也勉強算是航空圈內企業。

1941年初, 當英國人搞的惠特爾噴氣發動機出現後, 美國政府就從中斡旋, 搞到了惠特爾的技術成果, 交給了包括貝爾、普惠、威斯汀豪斯、洛克希德、諾斯羅普等許多美國公司。 通用電氣搞的渦輪增壓和噴氣發動機好像還比較像, 於是通用電氣也算是入圍企業。

與其他搞飛機整體的企業相比, 通用電氣對噴氣發動機比較上心, 很快就搞出了惠特爾的山寨版GE I-A。 1942年10月1日, 以GE I-A型發動機為動力的美國首架噴氣式飛機貝爾 XP-59A成功首飛。 但GE I-A和原版的惠特爾一樣, 性能平平, 無法全面超越當時頂尖的活塞式飛機。

帥哥不少, 那個年代就流行拍照裝X啊!

通用電氣並未對GE I-A放棄治療, 在其他公司山寨英國的哈威蘭公司的“幽靈”發動機時, 通用電氣推出了多個GE 1-A的改進版, 發展出I-14、I-16(J31)和I-18, 推力分別達到1400磅、1600磅和1800磅, 到後來的I-40(J33), 推力已經提升到4000磅。

1944年夏天首飛的F-80裝備了通用電氣的J33, 成為美軍第一種實用性的噴氣戰鬥機。 後來通用電氣又在此基礎上推出了改進版的J35, 以J35為動力的戰鬥機就是米格-15的天敵F-86。

然而通用電氣並未就此止步, 在J35基礎上改進的J47。 J47是第一個投入使用的軸流式發動機, 1947年6月21日首次試車。 1948年9月一架裝備J47發動機的F-86A創造了1080千米/時的世界飛行速度紀錄。

F-86A

J47從投產到1956年停產, 大約有17種不同的改型, 各型推力不盡相同。 除了裝備F-86A以外, 還裝備了第一代噴氣轟炸機機B-47。 J47生產了約3.65萬台, 在美軍中用到1978年。

J47被裝到火車上,搞出了噴氣火車!

渦噴時代的王者

從GE I-A山寨起步,到J47已經自主研發完成,通用電氣走到了噴氣時代的最前端。面對剛剛起步的噴氣時代,通用電氣並未止步。1952年通用電氣開始了J79的研製,1954年6月首次試車,1956年8月通過150h定型試驗,1958年交付美空軍使用。

J79 為單轉子軸流加力式渦噴發動機,在世界上首先採用壓氣機靜子調節技術,還採用了雙身葉片結構,消除葉片共振。J79是美國海空二代機F-4鬼怪的動力,還被用在F-104、B-58上,截止到2010年仍有超過500台的J79仍在使用。

通用電氣J79,與同期普惠雙轉子的J57,構成了渦噴時代巔峰之作。

軍民雙殺、海空通吃的渦扇

從1950年代末,普惠開始搞渦扇的JT3D和TF30。通用電氣在渦扇時代的起步略慢。1963年,在美空軍“先進渦輪發動機計畫”的支持下,通用電氣開發出自己的首台渦扇GE1。

TF39在GE1的基礎上研製,是為了配套美空軍的C-5運輸機項目。1965年,通用電氣中標後很快就拿出了樣機。1967年6月,在改裝的B-52E上開始進行飛行試驗。1968年10月,完成150h持久試車開始生產型交貨。

TF39是全球第一款高涵道比渦扇發動機,推力高達4.3萬磅,燃油經濟性有了“革命性提高”。以TF39為基礎發展出的CF6系列高涵道比民用航空發動機,相繼裝備了諸多民航飛機,包括波音747、767,麥道DC-10、MD-11,空客A300、A310、A330。

C-5是最大載重130噸的大傢伙!

TF39的民用型CF6在民航市場大紅大紫,而利用這個神器通用電氣又打開了另一扇門——船用燃氣輪機。實際上在J79時代,為了追求輕便高效的動力,美國海軍和通用動力就搞出了基於J79的LM1500,裝備了17艘“阿沙維拉”級炮艇專職負責拉高速。

1968年4月,TF39還未正式投產,美海軍就通用電氣簽訂了以其為基礎,開發新一代燃氣輪機LM2500的合同。1969年,通用電氣生產出第一台LM2500樣機,次年樣機被安裝到一艘滾裝船上進行海驗。

1973年,第一艘裝備LM2500燃氣輪機的斯普魯恩斯號驅逐艦下水。該艦採用4台LM2500組合而成的COGAG推進方案,最大航速達到33節。

斯普魯恩斯是美國造艦史上的一大里程碑!

很快美國海軍就愛死了LM2500,驅逐艦斯普魯恩斯、阿裡伯克用它,巡洋艦提康得羅加用它,護衛艦佩里也用它,後來兩栖艦攻擊艦都改用它;美國海軍用,盟友也用。到2000年,LM2500燃氣輪機的總裝機數已經超過1800台,近30個國家的海軍共350多艘各類艦艇。

我兔的112年也是用原裝的LM2500。

三代機平分秋色

進入渦扇時代後,通用電氣雖然在運輸機、燃氣輪上混的風生水起。但整個1960-70年代,在戰鬥機發動機上通用電氣都給普惠壓的抬不起頭。F-111和F-14用的是普惠的TF30;F-15/16用的是普惠的F100。

1970年代,通用電氣軍機專案的核心是基於沒空軍第二代先進渦輪發動機計畫搞出的GE9。在GE9的基礎上為了B-1轟炸機項目,通用電氣研發了F101。B-1項目一波三折,從1970年代初,搞到了1980年代初,從高空高速轉改成了低空高速B-1b。

計畫拖延的好處是給了通用電氣充分的時間,F101於1972年就開始了首台試驗,而整體項目試製完成是到1981年,地面試驗積累了40000h以上,飛行試驗積累了7600h。成熟穩定的產品都是反復試驗打磨出來的啊!

F101是為B-1打造的,後來B-1直接轉為B-1b了。

反觀普惠的TF30和F100,當時的美國海空軍面對蘇聯的壓力,可沒什麼時間給普惠。於是無論是TF30還是F100性能與同期產品比都是頂呱呱,但可靠性都是一塌糊塗。長期面對美國海空軍的抱怨,普惠一副死豬不怕開水燙的架勢,指責是飛行員操作太粗暴。

逼急了的美海空軍只好反過來找通用電氣。從1980年代初開始,通用電氣在F101的基礎上,發展初了低涵道比的F110,於1985年初定型投產並開始交付。拿到了F110,美國海軍就把F-14全部換裝;而空軍的F-15/16,後續訂單也讓兩家均分。

F-16 Block40(用的是GE發動機,42*是PW滴!

美國海軍後來的F-18,從最開始的YF-17用的就是通用的YJ101,正式裝備後編號為F404。這款中推除了美軍用到F-18和F-117以外,出口到瑞典給JAS-39,用給三哥的LCA和棒子的T-50用;改進型的F414給胖蟲子F/A-18E/F用。

一發吃四方啊!

四代機且戰且敗

靠著後來追趕,通用電氣和普惠在三代戰鬥機市場平分天下。到了四代機時代,YF-22/23競標中,吃了獨家供應虧的美國空軍,從一開始就讓兩家同時研發。

這次雙方角色互換,在三代機一路追趕的通用電氣,上來就使大招。XF120採用了複雜的變迴圈技術,取消了高低壓渦輪間導流片。而普惠的XF119老老實實的走對轉雙轉子低涵道比路線。

YF119和YF120,於1986年10月和1987年5月開始地面試驗。經過廣泛的地面試驗和安裝在YF-22和YF-23上的初步飛行試驗。結果像拋棄了技術風險更大的YF-23一樣,美軍也沒採用技術上更激進的YF120。

而到了1990年代的JSF競爭中,美海空軍還是讓通用電氣和普惠兩家都搞。普惠在F-119的基上搞了F-135,而通用電氣只能在YF120的基礎上搞F-136。由於F-119的成熟度更高,自然F-136也沒搞過F-135。這樣通用電氣全面出局,普惠就成了美國四代機僅次於洛馬的第二大贏家。

F135-PW-600帶風扇的變態神器!

民品蒸蒸日上

在1970年代,三代機給普惠壓的喘不過氣的時代,通用電氣認識到航空發動機開發投資耗費高,技術風險大;各國為了保護自身航空工業,只要本國能生產,一般研發的研發或採購的飛機都不採用進口發動機。

這種局面下,通用電氣就和歐洲老二法國的賽峰走到了一起,各出資50%成了CFM國際公司,為民航市場開發推力10噸級的渦扇發動機。

CFM56民航迄今最成功的渦扇,沒有之一!

CFM的主力產品就是以F101渦扇加大涵道比搞出的CFM56。CFM56從1971年兩家公司簽訂合作協定開始到取證時為止,扣除中間停頓1年半時間,共耗時7年,發展費用花了10億美元。

付出的代價大,彙報也豐厚,從麥道的DC-8、到波音的737、空客的A319/320/321都大量採用的CFM56,讓其成為迄今最成功的民用渦扇發動機。而基於CFM-56開發的LEAP-X,成為新一代的波音的737MAX,A320neo和中國的C919的動力首選.

在民航中推市場靠著CFM,通用電氣是春風得意。到了1990年代初,波音計畫搞雙發的遠端客機777,通用電氣配套搞出了史前大推力的GE90。

GE90的直徑達到了3.43米,比波音737的機身直徑(3.4米)都大。GE90-115B這一型號的發動機是吉尼斯世界紀錄所記載的世界上推力最大的航空發動機,地面台架試驗中曾經達到過56.9噸的最大推力。

排隊準備起飛的波音737和777,後者發動機的直徑大於前者的機身直徑。

在民航市場通用電氣主要競爭對手是英國的羅羅。為了和羅羅搶A380的訂單,通用電氣就連老對手普惠也不介意,一起搞了GP7000系列與瑞達900競爭。

到了2000年,波音開始搞787,通用電氣就在GE90的基礎上搞出了GEnX繼續與羅羅PK。在民航大推力市場上,整體通用電氣比羅羅現在略佔優勢。

787能像戰鬥機般的拉升, 靠GEnX給力啊!

渦軸與小推

除了渦噴和渦扇外,通用電氣還要渦軸系列發動機,最典型的是T700系列,功率從1200kw到1500kw。1973年T700首次台架試驗,1974年首飛,1978年投產。T700/CT7發動機最初是為美國陸軍UH-60A黑鷹直升機設計的。

T700系列後來用到了AH-64阿帕奇上,歐洲的NH90和EH101也是用的T700系列發動機。

1970年代當時的Canadair(後被龐巴迪收購)計畫開發噴氣式公務機,通用電氣配套開發了CF34系列小推力渦扇。

龐巴迪—挑戰者605

隨著公務機和小型噴氣機的發展,CF34也形成了一個系列龐大的家族,為龐巴迪和巴西航空的ERJ系列配套。我們商飛的ARJ21也是用的是CF34-10A,相當於高海拔型。

衍生閱讀:

三代機王,F-15的糾結人生

戰鬥機NO.1:洛克希德.馬丁

版權聲明:

本文為空想者原創,攻城獅公會首發。

原創不易,轉載請查看號內“轉載須知”並留言申請!

圖片來自網路,侵刪!

J47被裝到火車上,搞出了噴氣火車!

渦噴時代的王者

從GE I-A山寨起步,到J47已經自主研發完成,通用電氣走到了噴氣時代的最前端。面對剛剛起步的噴氣時代,通用電氣並未止步。1952年通用電氣開始了J79的研製,1954年6月首次試車,1956年8月通過150h定型試驗,1958年交付美空軍使用。

J79 為單轉子軸流加力式渦噴發動機,在世界上首先採用壓氣機靜子調節技術,還採用了雙身葉片結構,消除葉片共振。J79是美國海空二代機F-4鬼怪的動力,還被用在F-104、B-58上,截止到2010年仍有超過500台的J79仍在使用。

通用電氣J79,與同期普惠雙轉子的J57,構成了渦噴時代巔峰之作。

軍民雙殺、海空通吃的渦扇

從1950年代末,普惠開始搞渦扇的JT3D和TF30。通用電氣在渦扇時代的起步略慢。1963年,在美空軍“先進渦輪發動機計畫”的支持下,通用電氣開發出自己的首台渦扇GE1。

TF39在GE1的基礎上研製,是為了配套美空軍的C-5運輸機項目。1965年,通用電氣中標後很快就拿出了樣機。1967年6月,在改裝的B-52E上開始進行飛行試驗。1968年10月,完成150h持久試車開始生產型交貨。

TF39是全球第一款高涵道比渦扇發動機,推力高達4.3萬磅,燃油經濟性有了“革命性提高”。以TF39為基礎發展出的CF6系列高涵道比民用航空發動機,相繼裝備了諸多民航飛機,包括波音747、767,麥道DC-10、MD-11,空客A300、A310、A330。

C-5是最大載重130噸的大傢伙!

TF39的民用型CF6在民航市場大紅大紫,而利用這個神器通用電氣又打開了另一扇門——船用燃氣輪機。實際上在J79時代,為了追求輕便高效的動力,美國海軍和通用動力就搞出了基於J79的LM1500,裝備了17艘“阿沙維拉”級炮艇專職負責拉高速。

1968年4月,TF39還未正式投產,美海軍就通用電氣簽訂了以其為基礎,開發新一代燃氣輪機LM2500的合同。1969年,通用電氣生產出第一台LM2500樣機,次年樣機被安裝到一艘滾裝船上進行海驗。

1973年,第一艘裝備LM2500燃氣輪機的斯普魯恩斯號驅逐艦下水。該艦採用4台LM2500組合而成的COGAG推進方案,最大航速達到33節。

斯普魯恩斯是美國造艦史上的一大里程碑!

很快美國海軍就愛死了LM2500,驅逐艦斯普魯恩斯、阿裡伯克用它,巡洋艦提康得羅加用它,護衛艦佩里也用它,後來兩栖艦攻擊艦都改用它;美國海軍用,盟友也用。到2000年,LM2500燃氣輪機的總裝機數已經超過1800台,近30個國家的海軍共350多艘各類艦艇。

我兔的112年也是用原裝的LM2500。

三代機平分秋色

進入渦扇時代後,通用電氣雖然在運輸機、燃氣輪上混的風生水起。但整個1960-70年代,在戰鬥機發動機上通用電氣都給普惠壓的抬不起頭。F-111和F-14用的是普惠的TF30;F-15/16用的是普惠的F100。

1970年代,通用電氣軍機專案的核心是基於沒空軍第二代先進渦輪發動機計畫搞出的GE9。在GE9的基礎上為了B-1轟炸機項目,通用電氣研發了F101。B-1項目一波三折,從1970年代初,搞到了1980年代初,從高空高速轉改成了低空高速B-1b。

計畫拖延的好處是給了通用電氣充分的時間,F101於1972年就開始了首台試驗,而整體項目試製完成是到1981年,地面試驗積累了40000h以上,飛行試驗積累了7600h。成熟穩定的產品都是反復試驗打磨出來的啊!

F101是為B-1打造的,後來B-1直接轉為B-1b了。

反觀普惠的TF30和F100,當時的美國海空軍面對蘇聯的壓力,可沒什麼時間給普惠。於是無論是TF30還是F100性能與同期產品比都是頂呱呱,但可靠性都是一塌糊塗。長期面對美國海空軍的抱怨,普惠一副死豬不怕開水燙的架勢,指責是飛行員操作太粗暴。

逼急了的美海空軍只好反過來找通用電氣。從1980年代初開始,通用電氣在F101的基礎上,發展初了低涵道比的F110,於1985年初定型投產並開始交付。拿到了F110,美國海軍就把F-14全部換裝;而空軍的F-15/16,後續訂單也讓兩家均分。

F-16 Block40(用的是GE發動機,42*是PW滴!

美國海軍後來的F-18,從最開始的YF-17用的就是通用的YJ101,正式裝備後編號為F404。這款中推除了美軍用到F-18和F-117以外,出口到瑞典給JAS-39,用給三哥的LCA和棒子的T-50用;改進型的F414給胖蟲子F/A-18E/F用。

一發吃四方啊!

四代機且戰且敗

靠著後來追趕,通用電氣和普惠在三代戰鬥機市場平分天下。到了四代機時代,YF-22/23競標中,吃了獨家供應虧的美國空軍,從一開始就讓兩家同時研發。

這次雙方角色互換,在三代機一路追趕的通用電氣,上來就使大招。XF120採用了複雜的變迴圈技術,取消了高低壓渦輪間導流片。而普惠的XF119老老實實的走對轉雙轉子低涵道比路線。

YF119和YF120,於1986年10月和1987年5月開始地面試驗。經過廣泛的地面試驗和安裝在YF-22和YF-23上的初步飛行試驗。結果像拋棄了技術風險更大的YF-23一樣,美軍也沒採用技術上更激進的YF120。

而到了1990年代的JSF競爭中,美海空軍還是讓通用電氣和普惠兩家都搞。普惠在F-119的基上搞了F-135,而通用電氣只能在YF120的基礎上搞F-136。由於F-119的成熟度更高,自然F-136也沒搞過F-135。這樣通用電氣全面出局,普惠就成了美國四代機僅次於洛馬的第二大贏家。

F135-PW-600帶風扇的變態神器!

民品蒸蒸日上

在1970年代,三代機給普惠壓的喘不過氣的時代,通用電氣認識到航空發動機開發投資耗費高,技術風險大;各國為了保護自身航空工業,只要本國能生產,一般研發的研發或採購的飛機都不採用進口發動機。

這種局面下,通用電氣就和歐洲老二法國的賽峰走到了一起,各出資50%成了CFM國際公司,為民航市場開發推力10噸級的渦扇發動機。

CFM56民航迄今最成功的渦扇,沒有之一!

CFM的主力產品就是以F101渦扇加大涵道比搞出的CFM56。CFM56從1971年兩家公司簽訂合作協定開始到取證時為止,扣除中間停頓1年半時間,共耗時7年,發展費用花了10億美元。

付出的代價大,彙報也豐厚,從麥道的DC-8、到波音的737、空客的A319/320/321都大量採用的CFM56,讓其成為迄今最成功的民用渦扇發動機。而基於CFM-56開發的LEAP-X,成為新一代的波音的737MAX,A320neo和中國的C919的動力首選.

在民航中推市場靠著CFM,通用電氣是春風得意。到了1990年代初,波音計畫搞雙發的遠端客機777,通用電氣配套搞出了史前大推力的GE90。

GE90的直徑達到了3.43米,比波音737的機身直徑(3.4米)都大。GE90-115B這一型號的發動機是吉尼斯世界紀錄所記載的世界上推力最大的航空發動機,地面台架試驗中曾經達到過56.9噸的最大推力。

排隊準備起飛的波音737和777,後者發動機的直徑大於前者的機身直徑。

在民航市場通用電氣主要競爭對手是英國的羅羅。為了和羅羅搶A380的訂單,通用電氣就連老對手普惠也不介意,一起搞了GP7000系列與瑞達900競爭。

到了2000年,波音開始搞787,通用電氣就在GE90的基礎上搞出了GEnX繼續與羅羅PK。在民航大推力市場上,整體通用電氣比羅羅現在略佔優勢。

787能像戰鬥機般的拉升, 靠GEnX給力啊!

渦軸與小推

除了渦噴和渦扇外,通用電氣還要渦軸系列發動機,最典型的是T700系列,功率從1200kw到1500kw。1973年T700首次台架試驗,1974年首飛,1978年投產。T700/CT7發動機最初是為美國陸軍UH-60A黑鷹直升機設計的。

T700系列後來用到了AH-64阿帕奇上,歐洲的NH90和EH101也是用的T700系列發動機。

1970年代當時的Canadair(後被龐巴迪收購)計畫開發噴氣式公務機,通用電氣配套開發了CF34系列小推力渦扇。

龐巴迪—挑戰者605

隨著公務機和小型噴氣機的發展,CF34也形成了一個系列龐大的家族,為龐巴迪和巴西航空的ERJ系列配套。我們商飛的ARJ21也是用的是CF34-10A,相當於高海拔型。

衍生閱讀:

三代機王,F-15的糾結人生

戰鬥機NO.1:洛克希德.馬丁

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