GEが超音速エンジンの予備設計を完了、3Dプリント技術が新しいエンジンの製造をどのように促進するかを見る

中国航空ニュースによると、GEとアエリオンは現地時間10月15日に開催した記者会見で、GEは同社が半世紀ぶりの商用ジェット機専用超音速エンジンと民間用超音速エンジンの予備設計を完了したと発表した。同社は、実績のある超音速飛行技術を使用して、Aerion AS2の超音速飛行要件を満たすAffinityターボファンエンジンを特別に改造し、最適化したと報告されている。 AS2機は12人の乗客を乗せることができ、2023年に初飛行し、2025年に納入される予定だ。

画像: GE Affinity エンジンは長距離走行のニーズを満たします<br /> Affinity は、水上での効率的な超音速飛行と陸上での亜音速飛行のために設計された、新しい中バイパス比のツインシャフト、ツインファンターボファンエンジンです。このエンジンは、超音速飛行と亜音速飛行の両方で「優れたバランスのとれた」性能を提供できると評価されています。この待望のエンジンは、GE の豊富な軍用超音速エンジン性能の経験を融合したもので、現在世界で最も信頼性が高く、先進的な商用ジェットエンジンです。

GEのビジネスおよび一般航空および統合サービス担当副社長兼ゼネラルマネージャーのブラッド・モティエ氏によると、過去50年間で民間航空機の速度は10％未満しか向上していないが、客室は大きくなり、航空機はますます長い距離を飛行する必要に迫られているという。広くて快適な客室と長距離飛行が可能な航空機が市場に出回っている今、次のステップは速度を上げることであり、GE の Affinity はこの目標を達成するでしょう。

GEとAerionは2年間の予備調査を経て、2017年5月にAS2超音速ビジネスジェットの最終的なエンジン構成を決定し評価するプロジェクトを正式に開始しました。 GE のプロジェクトチームは、専任のエンジニアリングチームのサポートを受けながら、Aerion で引き続き協力していきます。次回の設計レビューは 2020 年に行われ、より包括的な設計とテストが開始されます。アエリオンはGE、ロッキード・マーティン、ハネウェルと協力してAS2航空機の開発に取り組んでいる。

アエリオンは超音速自然空気層流の主要技術を習得したと主張している。 GE は、Affinity エンジンの画期的な設計を通じて、この新しい効率的で持続可能な超音速時代の実現も実現しています。

3D プリントがさまざまな新しい GE エンジンに採用されています<br /> GEは、よく知られている燃料インジェクターやセンサーに加えて、エンジン部品の製造にも3Dプリント技術を幅広く応用しています。市場の観察によると、GE9Xエンジンで3Dプリントが重要な役割を果たしているのと同様に、GEのAffinityでも多くの3Dプリント技術が使用されています。
画像: GE アディティブテクノロジーセンターの 3D プリント部品。GE のエンジン分野における躍進を見ると、2018 年は多くの GE エンジンの開発史において節目の年と言えるでしょう。市場観察によると、この一連のブレークスルーには、Affinity ターボファンエンジン、T901 単軸ターボシャフトエンジン T901、Catalyst ターボプロップエンジン、GE9X ターボファンエンジンが含まれます。

GE のシングルシャフトターボシャフトエンジン T901 では、多数の 3D プリント部品が使用されています。GE は、Advanced Turboprop (ATP) などの航空機エンジンを製造する工場と付加設計手法を使用して、これらの 3D プリント部品を設計および製造しています。さらに、GE Aviation は、非常に人気のある LEAP エンジンや GE 9X エンジンの製造に使用されている付加製造/3D 印刷技術など、GE の成熟したジェットエンジンで使用されている高度な製造技術と高温材料を T901 エンジンにも使用しています。 2018年、GE AviationはITEPのPDR設計レビューに合格し、T901エンジンに積層造形などの先進的な製造方法を使用する利点をさらに実証しました。さらに、GE のアラバマ州オーバーンの施設では、積層造形生産能力を拡大しています。

GEによると、2018年のもう一つの注目すべき新エンジンは、GEのATPターボプロップエンジンであるGE Catalystで、同クラスのエンジンに比べて燃料消費量が20パーセント少なく、出力が10パーセント高いという。 GE Catalyst は、プロペラ操作のための完全なデジタル制御を統合した世界初のターボプロップエンジンになります。エンジン部品の3分の1以上は3Dプリント技術を使用して製造されています。 GEは、エンジンには855個の個別部品があり、付加製造技術によって12個の部品に統合できることを発見しました。これにより、エンジン開発の速度が大幅に向上し、エンジンを100ポンド以上「軽量化」することに成功しました。

GE9X はボーイング 777X のパワーエンジンであり、約 100,000 ポンドの推力を提供できる世界最大の民間航空機エンジンです。 GE9X にとって、3D プリントは単なる製造技術ではなく、製品に付加価値をもたらします。 GEは、タービンブレードの製造に選択的レーザー溶融法を使用するほか、電子ビーム溶融法（EBM）も使用しています。このプロセスは、GEが2013年に買収したイタリアのAvio Aerospace社とスウェーデンのArcam社の開発を通じて最初に導入したものです。つまり、電子ビームをエネルギー源として使い、金属粉末を層ごとに溶かします。タービンブレードは、先進的な航空宇宙材料であるチタンアルミナイド (TiAl) から製造されています。この材料は、低圧タービンブレードに一般的に使用されるニッケルベースの合金よりも約 50% 軽量です。ブレードに最適な素材であるチタンアルミニウム素材のブレードを使用することで、低圧タービン全体の重量を20％削減できます。

出典: 3Dサイエンスバレー

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