Boeing испытывает новый авиалайнер с 3D-печатными компонентами двигателей

Компания Boeing приступила к летным испытаниям широкофюзеляжного авиалайнера Boeing 777X — самого большого двухмоторного пассажирского самолета в мире. Каждый двигатель новой машины содержит около трехсот деталей, изготовленных на 3D-принтерах.

Серийные Boeing 777-8 и 777-9 смогут перевозить до 350 и 425 пассажиров соответственно. Необходимость в самолетах такой вместимости ставится под сомнение многими экспертами, особенно на фоне закрытия программы Airbus A380, вызванного падением спроса на массовые перевозки по фиксированным маршрутам. Тем не менее, американский производитель надеется на успех, так как новый лайнер менее уязвим в условиях развития точечных маршрутов, обладая вдвое меньшей вместимостью, но при этом отличается высокой экономичностью и дальностью, позволяющей совершать беспосадочные перелеты по самому длинному маршруту — между Нью-Йорком и Сингапуром.

Прямым европейским конкурентом выступает введенный в эксплуатацию в 2015 году Airbus A350 XWB. Что интересно, в этих самолетах используется около тысячи 3D-печатных компонентов, но не в двигателях: в основном речь идет о различных полимерных элементах отделки салона, хотя с 2017 года на A350 XWB устанавливаются 3D-печатные титановые кронштейны (на иллюстрации выше), входящие в силовой набор пилонов для подвески мотогондол.

Экономичностью и дальностью Boeing 777X в немалой степени обязан новейшим двигателям GE9X, разработанным специально для этого семейства. Примечательно, что если Boeing-777 ранних поколений оснащаются на выбор двигателями от General Electric, Rolls-Royce или Pratt & Whitney, то для Boeing-777X альтернатива не предусмотрена, по крайней мере пока. Таким образом, успех всего проекта зависит от надежности новых силовых установок.

Новые двигатели не создавались с нуля, а скорее являются развитием успешных GE90 — одного из вариантов для «классических» Boeing-777, остающегося самым мощным турбовентиляторным двигателем в эксплуатации. Новейшие GE9X уступают предшественникам по тяге примерно на пять тонн, однако этот фактор компенсируется выросшей на десять процентов экономией топлива. Усовершенствовать силовые установки помогли аддитивные технологии, причем каждый из новых моторов содержит около трехсот 3D-печатных деталей.

Для General Electric применение 3D-печатных компонентов уже стало обыденным делом. Первым серийным реципиентом стали двигатели семейства LEAP, разработанные для авиалайнеров Airbus A320neo, Boeing 737 MAX и COMAC C919 и оснащенные 3D-печатными топливными форсунками (на иллюстрации выше). Осенью 2018 года аддитивная фабрика подразделения GE Aviation в Оберне, штат Алабама, отрапортовала о выпуске тридцатитысячной серийной 3D-печатной форсунки. Изделия печатаются на 3D-принтерах производства немецкой компании Electro Optical Systems (EOS), работающих по технологии селективного лазерного спекания металлопорошковых композиций (DMLS). Преимущество 3D-печатных вариантов состоит в меньшей трудоемкости и повышенной надежности: одна деталь заменяет сборку из двадцати компонентов и устраняет необходимость в сварке.  

О перспективности направления говорит тот факт, что осенью 2016 года General Electric выкупила двух ведущих производителей промышленных 3D-принтеров — шведскую компанию Arcam AB и немецкую Concept Laser GmbH. Более того, прошлым летом авиационное подразделение GE Aviation заказало у Arcam AB сразу 27 аддитивных установок по технологии селективного электронно-лучевого наплавления металлических порошков (EBM). Новое оборудование, в частности, используется в производстве турбинных лопаток низкого давления из алюминида титана, предназначенных как раз для турбовентиляторных двигателей GE9X.

Полный перечень 3D-печатных компонентов не разглашается, но известно, что помимо форсунок и лопаток в список входят датчики температуры, завихрители, теплообменники и разделители контуров. Ввод авиалайнеров семейства Boeing-777X в эксплуатацию намечен на 2021 год.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.