CFM International LEAP («Leading Edge Aviation Propulsion») — турбовентиляторный двигатель с высокой степенью двухконтурности, производимый CFM International , совместным предприятием 50/50 американской GE Aerospace и французской Safran Aircraft Engines . Он является преемником CFM56 и конкурирует с Pratt & Whitney PW1000G в области оснащения узкофюзеляжных самолетов .
Базовая архитектура LEAP включает в себя уменьшенную версию турбины низкого давления Safran, используемой в двигателе GEnx . Вентилятор имеет гибкие лопатки, изготовленные методом литья под давлением смолы , которые раскручиваются по мере увеличения скорости вращения вентилятора. В то время как LEAP предназначен для работы при более высоком давлении, чем CFM56 (отчасти поэтому он более эффективен), CFM планирует установить рабочее давление ниже максимального, чтобы максимально продлить срок службы и надежность двигателя. [6] В настоящее время для LEAP предлагается большее использование композитных материалов, вентилятор- блиск в компрессоре, камера сгорания второго поколения Twin Annular Pre-mixing Swirler (TAPS II) и степень двухконтурности около 10–11:1.
Компрессор высокого давления (HP) работает со степенью сжатия до 22:1, что примерно вдвое превышает соответствующее значение для компрессора HP CFM56. [7]
CFM использует керамические матричные композиты (CMC) для изготовления кожухов турбин. [8] Эти технологические достижения, как ожидается, позволят снизить расход топлива на 16%. [9] [10] Надежность также поддерживается использованием системы охлаждения масла на основе эжектора, аналогичной системе GEnx, с охладителями, установленными на внутренней обшивке воздуховода вентилятора. Согласно статье Aviation Week, «Эжекторное устройство создает эффект Вентури , который обеспечивает положительное давление для удержания масла в нижнем внутреннем поддоне». [6] Двигатель имеет некоторые из первых одобренных FAA компонентов, напечатанных на 3D-принтере . [11]
Сообщается, что LEAP-1C для китайского Comac C919 не имеет многих улучшений других моделей LEAP из-за опасений, что технология может быть украдена и внедрена в двигатель CJ-1000A , разрабатываемый другим государственным производителем, Aero Engine Corporation of China . Эксперты полагают, что LEAP-1C на самом деле является модернизированной версией предыдущего поколения CFM56. [12] По сравнению с LEAP-1A аналогичного размера, -1C тяжелее и производит меньшую тягу. [13]
Двигатель LEAP [14] включает в себя технологии, разработанные CFM в рамках программы приобретения технологий LEAP56, которую CFM запустила в 2005 году. [15] Двигатель был официально представлен как LEAP-X 13 июля 2008 года. [9] Он призван стать преемником CFM56 .
В 2009 году COMAC выбрал двигатель LEAP для C919 . [16] Испытания самолета должны были начаться в 2016 году. [17] Всего 28 испытательных двигателей будут использоваться CFM для получения сертификата двигателя, а 32 других будут использоваться Airbus , Boeing и COMAC для сертификации самолетов и программ испытаний. [1] [18] Первый двигатель, вошедший в программу испытаний, достиг и поддерживал тягу в 33 000 фунтов силы (150 кН), необходимую для соответствия наивысшему рейтингу для Airbus A321neo . Этот же двигатель в конечном итоге достиг тяги в 35 000 фунтов силы (160 кН) в ходе испытательных запусков. [6]
CFM провела первый испытательный полет LEAP-1C в Викторвилле, Калифорния , с двигателем, установленным на летающем испытательном самолете Boeing 747 компании 6 октября 2014 года. Версия -1C оснащена реверсом тяги, оснащенным цельным уплотнительным кольцом, заменяющим двухсекционную дверь. Реверс тяги развертывается с помощью скользящего назад уплотнительного кольца, что снижает сопротивление, вызванное старой конструкцией, и повышает эффективность. [20]
В апреле 2015 года сообщалось, что LEAP-1B испытывает дефицит в 5% от обещанного снижения расхода топлива. [21]
19 июня 2017 года он получил одобрение ETOPS продолжительностью 180 минут от Федерального управления гражданской авиации США и Европейского агентства по безопасности полетов. [22]
20 июля 2011 года American Airlines объявила, что планирует приобрести 100 самолетов Boeing 737 с двигателем LEAP-1B. [23] Проект был одобрен Boeing 30 августа 2011 года под названием Boeing 737 MAX . [24] [25] Southwest Airlines является стартовым заказчиком 737 MAX с твёрдым заказом на 150 самолётов. [26]
Рекомендованная цена LEAP-1A составляет 14,5 млн долларов США [ 27] и 14,5 млн долларов США за LEAP-1B. [28]
CFM International предлагает соглашения о поддержке с оплатой за час полета (также известные как соглашения «power by the hour») для двигателя. Для двигателя LEAP-1A расходы составляют около 3039 долларов США за двигатель в день по сравнению с 1852 долларами США за двигатель в день для предыдущего поколения CFM56. [29]
В 2016 году CFM оформила 1801 заказ, а портфель заказов LEAP составил более 12 200 на сумму более 170 миллиардов долларов США по каталожной цене. [2]
К июлю 2018 года LEAP имел восьмилетний портфель заказов с 16 300 продажами. В то время за пять лет продаж было произведено больше LEAP, чем CFM56 за 25 лет. [3] Это второй по объему заказов реактивный двигатель после 44-летнего CFM56, [30] на который было получено 35 500 заказов. [3] Кроме того, на A320neo, где двигатель конкурирует лицом к лицу с Pratt & Whitney PW1000G , LEAP захватил 59% доли рынка в июле 2018 года. Для сравнения, CFM56 имел 60% доли рынка предыдущего поколения A320ceo . [30] [31]
В 2020 году GE Aviation сообщила, что CFM потеряла 1900 заказов на двигатели LEAP на сумму 13,9 млрд долларов США ( по 7,3 млн долларов США каждый), что сократило стоимость невыполненных заказов до 259 млрд долларов США . Более 1000 отмен были связаны с отменой заказов на Boeing 737 MAX среди приостановки полетов Boeing 737 MAX , а остальные были связаны с влиянием пандемии COVID-19 на авиацию . [32]
В 2016 году двигатель был представлен в августе на Airbus A320neo с Pegasus Airlines , и CFM поставила 77 LEAP. [2] С введением 737 MAX , CFM поставила 257 LEAP за первые три квартала 2017 года, в том числе 110 в третьем: 49 для Airbus и 61 для Boeing, и планирует 450 в этом году. [33] CFM должна была произвести 1200 двигателей в 2018 году, 1900 в 2019 году и 2100 в 2020 году. [34] Это сопоставимо с 1700 CFM56, произведенными в 2016 году. [35]
Чтобы справиться со спросом, CFM дублирует источники поставок на 80% деталей и даже разделяет сборочные площадки, которые уже совместно используются GE и Safran. [36] GE собирает свою продукцию в Лафайете, штат Индиана , США, в дополнение к своему предыдущему заводу в Дареме, штат Северная Каролина , США. [36] Поскольку более 75% двигателя поступает от поставщиков, поставщики критических деталей проходят «стресс-тесты на производительность», длящиеся от двух до 12 недель. [36] Pratt & Whitney признает узкое место в наращивании производства своего конкурирующего турбовентиляторного двигателя PW1100G с редуктором, включая критическую нехватку уникальной алюминиево-титановой лопатки вентилятора , что влияет на поставки Airbus A320neo и Bombardier CSeries . [36] Safran собирает свою продукцию в Виллароше, Франция , Safran и GE собирают по половине годового объема каждая. [37] Mecachrome планирует произвести 120 000–130 000 турбинных лопаток LEAP в 2018 году по сравнению с 50 000 в 2017 году. [38]
В середине июня 2018 года поставки отставали от графика на четыре-пять недель, по сравнению с шестью, и должны наверстать упущенное в четвертом квартале, поскольку вариация качества литья и поковок улучшается. [3] Производство не имеет единого производственного узла , поскольку для каждой критической детали выбирается несколько поставщиков . [3]
Из 460 в 2017 году, 1100 LEAP должны быть построены в 2018 году, наряду с 1050 CFM56, поскольку он столкнулся с неожиданными продажами, чтобы превзойти рекордное производство в 1900 двигателей в 2017 году. [3] Он останется на уровне более 2000 двигателей в год, поскольку 1800 LEAP должны быть произведены в 2019 году, в то время как производство CFM56 упадет, затем 2000 в 2020 году. [3] В 2018 году было поставлено 1118 двигателей. [4]
За первую половину 2019 года выручка CFM выросла на 23% до 5,9 млрд евро с поставками 1119 двигателей; снижение продаж CFM56 (258 продано), более чем компенсированное LEAP (861 продано). [5] Текущая операционная прибыль выросла на 34% до 1,2 млрд евро , но была сокращена на 107 млн евро ( 118 млн долларов США ) из-за отрицательной маржи и первоначальных затрат на производство LEAP, прежде чем положительный вклад, ожидаемый во второй половине года. [5] Выручка должна вырасти на 15% в 2019 году, но свободный денежный поток зависит от возвращения в эксплуатацию приземленного 737 MAX . [5]
В 2019 году производство LEAP выросло до 1736 двигателей, а заказы и обязательства достигли 1968 на фоне приостановки полетов самолетов 737 MAX по сравнению с 3211 в 2018 году, что соответствует стабильному портфелю в 15 614 (по сравнению с 15 620). [39] CFM рассчитывает произвести 1400 двигателей LEAP в 2020 году, включая в среднем 10 еженедельных двигателей LEAP-1B для Boeing 737 Max. [39] К марту 2022 года CFM намеревалась выпустить 2000 двигателей в 2023 году, что больше 845 поставок в 2021 году. [40] В 2023 году CFM оформила более 2500 заказов, в результате чего портфель заказов составил 10 675, поставила 1570 двигателей Leap, что на 38% больше, чем 1136 в 2022 году, и ожидала на 20-25% больше поставок в 2024 году. [41]
Проблемное внедрение Pratt & Whitney PW1100G на A320neo побудило клиентов выбирать двигатели LEAP. Доля рынка LEAP выросла с 55% до 60% в 2016 году, но заказы на 1523 самолета (29%) не указывали, какой двигатель будет выбран. [42] С января по начало августа 2017 года было выбрано 39 двигателей PW1100G против 396 двигателей CFM LEAP. [42] К 2024 году LEAP был выбран для 75% заказов A320neo. [41] В качестве примера проблем с надежностью PW1100G, 9% самолетов A320neo с двигателями LEAP были выведены из эксплуатации по крайней мере на одну неделю в июле 2017 года, по сравнению с 46% самолетов, использующих PW1100G. [42]
Boeing 737 MAX LEAP-1B начал коммерческую эксплуатацию в мае 2017 года с Malindo Air с 8 часами ежедневной эксплуатации, в то время как A320neo LEAP-1A превысил 10 часов в день к июлю. Safran обнаружила дефект качества производства на дисках турбины низкого давления LEAP-1B во время сборки, возможно, 30 двигателей, и CFM работает над минимизацией сбоев в летных испытаниях и поставках клиентам. [43]
В начале октября 2017 года во время полета было замечено изменение температуры выхлопных газов , а при осмотре с помощью бороскопа было обнаружено, что покрытие кожуха CMC в турбине HP отслаивается , создавая зазор для утечки: в восьми эксплуатируемых двигателях покрытие будет заменено. [44] Safran выделила 50 миллионов евро ( 58 миллионов долларов США ) на устранение неисправностей в эксплуатируемых двигателях, включая потенциально LEAP-1B. [33] Было заменено сорок LEAP-1A, и деталь должна быть заменена в более чем 500 эксплуатируемых двигателях, в то время как поставки отстают от графика на четыре недели. [45] Поставки с постоянным покрытием CMC, защищающим от воздействия окружающей среды, начались в июне. [46]
26 марта 2019 года из-за приземления Boeing 737 MAX рейс 8701 авиакомпании Southwest Airlines ( 737 MAX 8 ) вылетел из международного аэропорта Орландо для перегоночного рейса на склад без пассажиров, но вскоре после этого проблемы с одним из двигателей привели к аварийной посадке в том же аэропорту. Затем Southwest проверила 12 двигателей LEAP, а две другие авиакомпании также проверили свои двигатели. [47] CFM рекомендовала чаще заменять топливные форсунки из-за коксования — накопления углерода. [48]
Сопутствующее развитие
Сравнимые двигатели
Связанные списки