據GE公司官方網站2021年10月12日的消息，GEnx發動機使用專門的吸塵設備在模擬的惡劣環境中完成了3000多個循環的吸塵試驗，取得了出色的耐久性試驗結果。灰塵耐久性試驗將確保GE公司歷史上銷售最快的高推力發動機在下一個十年繼續為客戶提供優質的服務。轉瞬間，GEnx發動機已服役十年，這臺為“夢想”客機量身打造的引擎，究竟有何獨到之處？

一、基本情況

通用電氣GEnx（General Electric Next-generation）發動機是GE航空為波音787和747-8設計的一款先進的雙轉子軸流大涵道渦輪風扇發動機。GEnx 定位為接替GE 產品線中的CF6發動機。為滿足21世紀“綠色航空”的要求，GEnx繼承并發展了GE公司以往成熟發動機特別是GE90發動機的設計理念，吸取了GE90研制與使用中的經驗與教訓，并且采用了最新先進技術，使得GEnx不僅性能達到較高的水平，而且大大縮短了研制周期。

主要型號：GEnx-1B（波音787發動機之一，競爭對手為羅羅遄達1000）

GEnx-2B（波音747-8唯一發動機選擇）

推   力：240-330千牛（介于CF-6與GE90之間）

涵 道 比：9左右

總 壓 比：55左右

性能指標：與CF6發動機相比，油耗和二氧化碳排放量降低15%，排氣溫度裕度提高35%，部件數量減少30%，在翼壽命延長30%，噪音降低30%。

二、發展歷程梳理

2003年春，GEnx研制開始；

2004年，GE推出GEnx-1B參與波音787發動機競標；

2005年，GE攬下波音787和747-8的525臺GEnx發動機訂單；

2006年3月19日，GEnx開始進行地面試車；

2007年2月22日，GEnx完成首飛試驗，在波音747-100上安裝了一臺發動機；

2011年，GEnx發動機正式投入使用，為盧森堡貨運公司的747-8飛機提供動力；

2012年，首架由GEnx提供動力的波音787交付給日航；

2019年，澳大利亞航空公司（Qantas）配裝GEnx發動機的一架波音787-9飛機完成了一項創紀錄的商業飛行，從紐約至悉尼全程飛行19小時16分鐘，飛行航程覆蓋16415千米(10200英里)的陸地和海洋，跨越了15個時區；

2019年11月，第2000臺GEnx交付，累計在60家運營商完成450萬個飛行周期和2600萬小時；

2020年，GEnx的累計銷售量超過2500臺，一舉成為GE公司史上銷量增速最快的高推力發動機，得到了客戶的廣泛認可；

2021年，完成耐久性試驗，驗證了多項部件的改進效果，取得了新一輪的技術突破。在十年服役生涯中，GEnx總共搭載了超3.7億名乘客并運送了超4600萬噸的貨物。

三、關鍵技術分析

GEnx發動機使用輕質耐用材料和先進的設計工藝來減輕重量、提高性能并降低維護成本，使其成為眾多長途飛行的最佳選擇，創下了大推力商用渦扇發動機的銷售記錄。眾多關鍵技術共同支撐起低油耗、低污染與低噪聲的設計目標，歸納總結如下：

（1）為波音787客機提供兆瓦級的電能

傳統大型客機上，各個系統大多通過壓縮空氣驅動，如座艙空調系統用的高壓空氣是由發動機高壓壓氣機后引氣提供的，同時，液壓系統的高壓液壓泵是由發動機附件傳動機匣上的傳動軸驅動的。而波音787采用無引氣架構，用交流電的電動機驅動空氣壓縮機與液壓泵，為“準全電”飛機，為此，需要由發動機驅動大功率的的交流發電機，來提供足夠的電能。

傳統客機每臺發動機驅動一個發電機，APU驅動一個發電機，而波音787總共有6個發電機，2臺GEnx發動機驅動4個發電機，提供主要的電能，每個發電機的發電功率為250千瓦，APU驅動2個二級發電機，每個發電功率為225千瓦。如果6個發電機同時啟動，總計可以提供1.45兆瓦的電能，是波音777發電功率的4倍，相當于10個足球場面積大小的太陽能電池板的發電能力。

（2）兩大設計降低油耗

一是巨大的外涵道和復合材料風扇。GEnx的涵道比為9:1，風扇葉片直徑達到2.8米，通過使用碳纖維復合材料風扇和機匣降低重量，上一代風扇是由鈦合金制成的，鈦合金具有很高的比強度，但是碳纖維的比強度更高，同時剛性更強。碳纖維復材風扇的直徑更大，厚度更薄，相比于鈦合金風扇，新的材料使得風扇扇葉數從22降低到18，最終實現了15%的減重，風扇轉速上限更高。

二是壓氣機極高的增壓比。GEnx擁有當今現役商業發動機中最高壓比的壓氣機，增大壓比，可以最大化利用燃料釋放的能量，渦輪和噴口所轉換的能量也越多。GEnx的壓比最高可達58:1，在壓比提高的同時，壓氣機級數反而降低了，比CF6減少了4級。GEnx通過采用三維氣動技術設計提高了葉片的性能，并使用一體化加工制造整體葉盤，使得氣動效率進一步提高。

（3）通過雙環預混旋流器（TAPS）燃燒室降低氮氧化物排放

TAPS燃燒室的核心技術是在保持分區燃燒優點的同時引入了創新的預混概念。為使燃燒室溫度分布因子達到最優并降低NOx排放，GE在燃油噴嘴中運用了微觀分層技術，以實現燃燒的平穩過渡。因此，空氣和燃油在燃燒室燃燒室之前做到了很好的預先混合。燃燒室燃油噴嘴的空氣旋流器為3個，其中1個用于主混合器的旋流進氣，另外兩個用于副混合器的旋流進氣，這是實現燃油噴嘴微觀分層技術的關鍵。TAPS噴嘴中心為引燃火焰，主噴嘴為環形，產生兩層旋流流動，在預混階段需要大量空氣，來保證貧油燃燒，這個噴嘴看起來很簡單，但是需要無數次模擬和迭代設計，逐漸向目標靠近，如果沒有最新一代的金屬3D打印技術，如此復雜的結構很難被制造出來。經過26年的研發，氮氧化物的排放降低了60%。

TAPS可實現發動機全工況的貧油燃燒，燃燒效率更高，火焰溫度更低，污染排放更低，是一種更為先進、結構更為簡潔的燃燒室，代表了現代航空渦輪發動機燃燒室工程技術進展的成就與發展方向。TAPS在LEAP和GE9X發動機上得到進一步發展和使用，實現了更強的貧油燃燒和更低的氮氧化物排放。

（4）巧妙設計降低噪音

GEnx發動機噪聲的降低，主要歸功于其標志性的外觀設計——鋸齒形的噴口。由于渦扇發動機需要將空氣和燃氣從內外涵道快速噴出，速度遠高于外界空氣的流速，與外界空氣的作用會導致劇烈的摻混，產生巨大的噪音，就像瀑布撞擊到水面。鋸齒噴口用于控制噴出的氣流，讓每個鋸齒產生小渦，使高溫高速的噴氣與外界空氣混合的更柔和，大幅降低了發動機產生的噪聲。

據GE方面統計，目前有超過2700 臺GEnx發動機處于服役和訂單狀態。投入使用僅十年時間，GEnx的成績可謂耀眼。在世界商用發動機三巨頭的競爭中，GE憑借大涵道高壓比核心機、復合材料和增材制造技術，依然牢牢占據市場的半壁江山。從CF6、CFM56到GE90、GEnx，再到LEAP和GE9X，GE的明星產品源源不斷。正如GE航空百年回顧中所提到的那樣，他們將持續重塑飛行的未來。

來源：全球航空資訊