Если вы хоть раз летали на дальние расстояния, например, из Москвы во Владивосток или в Нью-Йорк, и у вас было место у иллюминатора над крылом, вы наверняка его видели. Он похож на огромную черную дыру, готовую засосать в себя весь воздух. Под ним даже шасси кажется игрушечным. Это General Electric GE90. А теперь у него появился наследник GE9X, который еще больше, мощнее и... экономичнее. Сегодня я расскажу вам историю о том, как инженеры перестали бояться и сделали двигатель, который шире фюзеляжа Boeing 737, и почему президент GE однажды хотел «пробить его сердце колом».
Тот случай, когда размер имеет значение
Знаете, чем авиационный инженер отличается от обычного человека? Обычный человек видит огромную трубу под крылом и думает: «Ничего себе, как бы не отвалилось». Инженер видит её и думает: «Надо сделать еще больше».
В мире авиации идет вечная война за диаметр вентилятора. Чем он больше, тем выше степень двухконтурности. Грубо говоря, двигатель работает не как пропеллер, который просто толкает воздух, а как мощный вентилятор, который гонят тонны воздуха мимо турбины. Это экономит топливо и снижает шум. И в этой войне побеждают монстры из линейки GE.
Давайте сразу к цифрам, чтобы вы прониклись. Диаметр вентилятора двигателя GE90-115B составляет 325 сантиметров . Это больше, чем высота потолка в вашей квартире. А у GE9X диаметр 340 сантиметров, а воздухозаборник и вовсе 4,5 метра . Для сравнения: диаметр фюзеляжа узкофюзеляжного Boeing 737 около 3,76 метра. То есть этот двигатель почти вровень с корпусом целого самолета.
Часть 1. GE90: Драма в трех актах
История GE90 это не скучный технопрогресс, а настоящий триллер с элементами хоррора для акционеров.
Акт первый: Провал.
Представьте себе 1990-е годы. Boeing делает свой новый широкофюзеляжный самолет 777. На роль «сердца» претендуют три монстра: Rolls-Royce, Pratt Whitney и General Electric. GE выходит на ринг с помпой, представляя GE90 самый большой и мощный двигатель в мире с лопатками из углепластика (тогда это была фантастика, все делали лопасти из титана).
И... никому это не было нужно. Авиакомпании побоялись «сырых» технологий. К 1998 году программа стала коммерческим провалом. Первый заказчик, British Airways, сбежал к конкурентам. Ситуация была настолько плоха, что легендарный глава GE Джек Уэлч, который не привык проигрывать, в сердцах написал своему подчиненному: «GE90 мертв. Проткните его сердце колом» . Жестко, да?
Акт второй: Воскрешение.
Но инженеры из подразделения GE Aviation в штате Огайо (те самые упрямые ребята, которые носят с собой логарифмические линейки просто для крутости) не захотели хоронить свое детище. Они видели, что двигатель надежный, просто он обогнал время.
И тут случилось то, что случается редко: они пошли ва-банк. В конце 90-х руководство GE Aviation объездило весь мир, уговаривая авиакомпании поверить в новую версию GE90-115B с тягой... 115 000 фунтов (около 52 000 кгс).
Боинг сомневался, рынок сомневался, даже свои сомневались. Но когда в 1999 году Boeing объявил, что выбирает GE90 в качестве эксклюзивного двигателя для новых модификаций 777-300ER и 200LR, мир авиации перевернулся.
Акт третий: Рекорд.
GE90-115B стал не просто двигателем, а легендой. Он развил тягу на испытаниях до 569 кН и попал в Книгу рекордов Гиннесса. Его надежность составляет 99,98%. А лопатка вентилятора этого двигателя сейчас находится в экспозиции Музея современного искусства (MoMA) в Нью-Йорке. Предмет искусства, который просто так, между делом, может сдвинуть с места 350-тонный самолет.
Часть 2. GE9X: Скромный рекордсмен
И вот на сцену выходит младший (или старший?) брат GE9X. Его создавали для нового Boeing 777X.
Тут есть забавный парадокс. Когда говорят «самый мощный» обычно вспоминают старичка GE90. И это правда: GE90-115B до сих пор держит планку по тяге. Но GE9X обошел его по всем остальным параметрам, и вот почему:
Огромный, но скромный. При диаметре 3,4 метра и степени двухконтурности 10:1 (у GE90 было около 8:1), он потребляет на 10% меньше топлива . Это как если бы вы пересели с джипа на современный гибрид, но при этом джип оказался бы у вас в багажнике гибрида.
Технологии будущего. В GE9X инженеры применили вещи, от которых у физиков глаза на лоб лезут:
Композитные лопасти из углеродного волокна четвертого поколения. Их всего 16 на вентиляторе, они тоньше и прочнее титановых.
Керамические матричные композиты (CMC) в турбине. Эти материалы выдерживают температуры до 1300 градусов Цельсия, оставаясь легкими .
3D-печать. Представьте себе деталь двигателя, которая раньше собиралась из 20 частей, а теперь напечатана целиком. Сопла и форсунки GE9X частично созданы аддитивными методами.
Степень сжатия компрессора высокого давления 27:1. Это абсолютный рекорд. Воздух внутри компрессора сжимается так сильно, что начинаешь переживать за атомы.
И снова рекорд.
Да, у GE9X номинальная тяга ниже (около 470 кН), чем у предка. Но во время испытаний в ноябре 2017 года он разошелся не на шутку и выдал 134 300 фунтов тяги (597 кН), побив пятнадцатилетний рекорд самого себя (ну, своего папы) и снова став самым мощным коммерческим двигателем в мире по версии Книги рекордов Гиннесса.
Юмор в деталях: Проблемы гигантов
Конечно, без курьезов не обошлось. Размер имеет значение, и это значение проблема.
1. Как перевезти слона? Первый GE90 было просто так не доставить. Для перевозки этих «бочек» использовали самолеты Ан-124 «Руслан» или даже легендарную «Мрию» (до её гибели) . Представьте логистику: тебе нужно починить двигатель в Иркутске, а ближайший лежит в США, и везти его можно только на огромном грузовом самолете, потому что в обычный Ил-76 он просто не влезает по габаритам.
2. Сам себе фюзеляж. GE9X настолько широк, что когда его крепили к летающей лаборатории (Boeing 747), инженерам пришлось строить специальную секретную подвеску длиной почти 6 метров . Двигатель весил 18 тонн вместе с гондолой. Это почти вес пустого Боинга 737. И это добро болтается под крылом!
3. Капризы величия. Разработка GE9X затянулась не потому, что инженеры плохо работали, а потому, что они постоянно натыкались на «детские болезни» великана. То рычаг привода лопаток сломается (задержка на 3 месяца), то в компрессоре найдут ошибки. В феврале 2018 года, прямо перед первым полетом, обнаружили проблемы с рычагами привода поворота лопаток, и график снова посыпался. Представляете стресс тест-пилота? Садишься в самолет, а тебе говорят: "Мы тут рычажки усилили, вроде работает, полетели!"
Интересные факты (Диванные аналитики, внимание!)
Современное искусство: Как уже говорилось, лопатка GE90 стоит в музее. Но подумайте: эта штука, висящая в белом зале под софитами, обычно вращается с бешеной скоростью и перемалывает тонны воздуха. Очень агрессивная экспозиция .
Чей самолет круче? Когда GE90 устанавливали на Boeing 777, он был таким огромным, что его пришлось ставить дальше от земли и ближе к крылу, чем обычные двигатели. А у 777X из-за GE9X крылья сделали складными, чтобы самолет мог заруливать на те стоянки в аэропортах, которые не рассчитаны на таких монстров .
Унификация: Компрессор GE90 настолько удачный, что его конструкцию использовали даже в двигателе GP7200 для Airbus A380 . То есть этот «американец» помогал поднять в воздух главного конкурента Боинга.
Кто кого?
Итак, GE90 это старый, злой и мощный качок. А GE9X это его высокотехнологичный сын, который прошел курс йоги и стал питаться только органическими продуктами (керасином, разумеется).
Сегодня двигатели GE90 налетали уже более 130 миллионов часов . Это примерно 15 тысяч лет непрерывной работы. Они стоят на грузовых и пассажирских 777-х и будут летать еще долго. А GE9X только начинает свой путь. Его ждет Boeing 777X, который из-за ковида и технических проволочек выходит на рынок с большим опозданием .
И теперь вопрос к вам, дорогие читатели Дзена:
Вы бы решились лететь на двухдвигательном самолете над океаном, зная, что под крылом висит вентилятор, который шире вагона метро? Или вы все же предпочитаете старые-добрые «узкие» двигатели?
Пишите в комментариях! Если у вас знакомые есть пилоты или инженеры зовите их в обсуждение, пусть поругаются с диванными экспертами. Будет жарко.
Источники: Википедия, GE Aviation, Aviation Explorer, данные сертификационных испытаний.