История развития и настоящее положение авиадвигателей семейства CFM56 на мировом рынке
За всё время успешного сотрудничества совместное предприятие CFMI поставило на крыло шесть типов двигателей, каждый из которых принадлежал своему поколению. При этом каждый тип двигателя подвергался неоднократной модификации [1].
1.2.1. Двигатель CFM56-2
Авиационный газотурбинный двигатель CFM56-2 – «дедушка» всего семейства двигателей CFM56. Это первый ТРДД с высокой степенью двухконтурности в классе тяги 10 т, являющийся основой всех последующих двигателей семейства, которые существуют в эксплуатации сегодня. Его прочная и простая конструкция позволила ему стать самым популярным двигателем в воздухе. Развиваемая им тяга колеблется от 11 до 12 т. Первый полёт двигателя осуществился на ремоторизированном Boing 707 в 1979 году и вскоре был выбран для ремоторизации самолётов-танкеров KC-135 ВВС США. Авиационный газотурбинный двигатель CFM56-2 был введён в эксплуатацию в 1982 году. Этот двигатель, сертифицированный на тягу 10 т по FAA и DGAC, является первым «десятитонником» с высокой степенью двухконтурности. Каскад высокого давления двигателя разработан на основе военного двигателя GE F101. Двигатель CFM56-2 изначально был ориентирован на высокие технологии и потребности клиентов, отличался высоким КПД, экономичностью и с запасом отвечал действующим в то время требованиям по уровню шума и эмиссии вредных веществ. Кроме того, CFM56-2 является первым двигателем с высокой степенью двухконтурности, отвечающий жёстким правилам FAR 33-6 по попаданию посторонних предметов в газовоздушный тракт двигателя. После демонстрации его характеристик, во время проведения программы лётных испытаний в связи с ремоторизацией самолётов Boing 707, двигатель был выбран для ремоторизации самолётов McDonnel Douglas DC-8. Относительно низкий расход топлива и отличное выполнение взлёта с жарких аэродромов привлекли внимание военных организаций к этому двигателю. ВМФ США, ВВС США, Финляндии и Великобритании приняли его для ремоторизации самолётов KC-135R, C-135FR, E-3, KE-3 и тактико-стратегического самолёта E-6 Mercury. В армии США этот двигатель носит название F108. Рассмотрена, как стандарт надёжного военного двигателя, его модификация: CFM56-2A, которая обеспечивает снижение уровня шума на 90 %. В настоящее время предлагается программа по ремоторизации самолётов ДРЛО НАТО на двигатели этой модификации. Сегодня ВВС США по-прежнему остаётся основным заказчиком данного типа двигателя, в его эксплуатации находится более 450 единиц техники с двигателями CFM56-2.
Таблица 1 Хронология событий
1.2.2. Двигатель CFM56-3
Авиационный газотурбинный двигатель CFM56-3 был разработан специально для самолётов семейства Boing 737 второго поколения: 300/400/500 и является производным от двигателя CFM56-2. Развиваемое им осевое усилие колеблется от 9,2 до 11,7 т. Комбинация «двигатель-планер» поступила на коммерческие перевозки в 1984 году и быстро стала одним из бестселлеров…так же, как и преемник, Boing 737NG. Сегодня разработчики CFM предлагают комплекты обновления для двигателя CFM56-3, которые продлевают его жизненный цикл и снижают расходы на техническое обслуживание. Турбовентиляторный двигатель CFM56-3 является первым усовершенствованным двигателем семейства, который был разработан специально для удовлетворения потребностей ближне - и среднемагистральных самолётов семейства Boing 737. Сертифицирован двигатель по FAA и DGAC в 1984 году. Через двадцать месяцев после CFM56-2 начал осуществлять коммерческие перевозки. Этот двигатель демонстрирует улучшенную на 20% топливную эффективность по сравнению с предыдущими двигателями малой степени двухконтурности. Двигатель CFM56-3 сохранил в себе газогенератор высокого давления и турбину низкого давления от предыдущего двигателя CFM56-2. По запасным частям, используемому материалу и инструменту двигатель на 84% и 60% идентичен своему предшественнику. В декабре 1999 года последняя поставка двигателей CFM56-3, была отгружена компании Boing для их установки на самолёты Boing 737 Classic и Boing 737-400. В начале 2001 года двигатель CFM56-3C, эксплуатирующийся в авиакомпании Malev, установил свой новый рекорд по наработке в часах и циклах до первого снятия с крыла, который составлял наработку в более чем 35 000 часов и 14 000 циклов. Когда фирма Boing выбрала этот двигатель в качестве силовой установки для своих самолётов серии 737-300/-400/-500, обе компании оптимистично предсказали, что они продадут около 400 самолётов; 4 496 двигателей и ещё 1 989 самолётов в будущем, а двигатель CFM56-3 силовой установки Boing 737 станет историей для книги рекордов. Таблица 2 Хронология событий
1.2.3. Двигатель CFM56-5A
Авиационный газотурбинный двигатель CFM56-5A входит в силовую установку, которой оснащались вступающие на рынок узкофюзеляжные самолёты Airbus A320. Начало эксплуатации датируется 1988 годом, и в настоящее время эксплуатируется более 1100 двигателей с общей наработкой более чем 40 млн. лётных часов. Развиваемая им тяга составляет от 11 до 13,3 т. Двигатель CFM56-5A, работающий в диапазоне тяг от 11 до 11,8 т, хорошо оптимизирован для укороченных самолётов Airbus A319. Опыт эксплуатации двигателя CFM56-3, который накопил более девяти миллионов лётных часа перед тем, как CFM56-5A вступил в эксплуатацию, сыграл важную для последнего роль. Он характеризуется улучшенными параметрами термодинамического цикла и оснащён трёхмерно-спроектированным вентилятором, электронно-цифровой системой управления с полной ответственностью (FADEC), которая обеспечивает эффективное взаимодействие систем двигателя и самолёта. Удельный расход топлива двигателя снижен на 10-11%, по сравнению с его предшественниками. В результате чего, для исполнения тех же миссий воздушному судну требуется на 15-17% меньше топлива. Несмотря на его повышенные, по сравнению с нормами FAA и EPA, шум и эмиссию вредных веществ, двигатель имеет хороший уровень надёжности вылета: менее одной задержки или отмены за 1600 вылетов по причине неисправности двигателя. Таблица 3 Хронология событий
1.2.4. Двигатель CFM56-5B
Авиационный газотурбинный двигатель CFM56-5B был избран для силовой установки самолётов семейства Airbus A320. Около 60% из всех самолётов линейки A318/A319/A320/A321 имеют в составе силовой установки именно этот двигатель. Одними из основных факторов, в результате которых двигатель CFM56-5B в своём классе получил широкое признание рынка, были его простота и прочность конструкции, которые придавали ему высокую надёжность, долговечность и ремонтопригодность. Было выпущено более 4000 двигателей CFM56-5B, суммарное лётное время которых составляет более 50 млн. часов. CFMI вкладывает инвестиции в усовершенствования, которые делают двигатель CFM56-5B ещё лучше. В 2007 году по программе Tech Insertion началось производство конфигураций двигателя CFM56-5B Tech Insertion. В ходе программы Tech Insertion удалось значительно снизить расход топлива, уровень выбросов вредных веществ и расходы на техническое обслуживание двигателя CFM56-5B. Шум и выбросы стали ключевыми факторами в работе системы планирования и обслуживания парка воздушных судов. CFM56-5B был первым двигателем, в котором была применена в середине 90-х технология двузонной камеры сгорания кольцевого типа. С введением в 2007 году программы Tech Insertion и новой технологии камеры сгорания CFMI смогла предложить улучшенные технические характеристики при более простой конструкции двигателя. Оптимизированная по программе Tech Insertion камера сгорания снижает уровень выбросов NOx на 25%, что позволяет отвечать новым требованиям стандарта CAEP/6, который вступил в силу с января 2008 года. В дополнение к снижению уровня выбросов NOx двигатель CFM56-5B Tech Insertion в течение всего срока службы расходует топлива на 1% меньше, чем базовый двигатель CFM56-5B, что также означает снижение уровня выбросов углерода. Таблица 4 Хронология событий
1.2.5. Двигатель CFM56-5C
Авиационный газотурбинный двигатель CFM56-5C – самый мощный двигатель из семейства CFM56, он является единственным подходящим двигателем для силовой установки дальнемагистальных самолётов Airbus A340-200 и A340-300. Продолжая отличную репутацию двигателей CFM56 во всём мире, CFM56-5C реализовывает инновационные технологии, снижение расхода топлива и возможности удовлетворения всем существующим экологическим требованиям со значительным запасом. В своём классе CFM56-5C имеет самый низкий уровень шума и высокий уровень надёжности – отличительная особенность семейства CFM56. Для эффективной работы и прибыльности авиакомпании CFMI предлагает CFM56-5C, как общую силовую установку: двигатель, гондола и выходное устройство. Таблица 5 Хронология событий
1.2.6. Двигатель CFM56-7B
Авиационный газотурбинный двигатель CFM56-7B – эксклюзивный двигатель, предназначенный для узкофюзеляжных самолётов фирмы Boing нового поколения: 737-600/-700/-800/-900/-900ER/BBJ. Военные организации всего мира пользуются преимуществами CFM56-7B в качестве силовой установки на военных самолётах-аналогах Boing 737: C-40 Clipper (военный транспортный); P-8 Poseidon (противолодочный); Boing 737 AEW&C (ДРЛОиУ). Основными факторами, благодаря которым этот двигатель находит широкое применение, являются надёжность и экологичность, низкая стоимость приобретения и техническая поддержка мирового класса. В 1994 году двигатель CFM56-7B был введён в эксплуатацию, это событие было многообещающим для эксплуатантов, так как должно было обеспечить их двигателями, имеющими высокую надёжность. Например, самолёт Boing 737 авиакомпании Southwest Airlines имеет один из самых высоких коэффициентов использования парка и, как правило, совершает 6 или 7 рейсов в день. Надёжность двигателя CFM56-7B обеспечивает самолёту Boing 737 соответствие требованиям ETOPS 180 (ETOPS – нормы и требования к выполнению полётов на двухмоторном самолёте по малоориентированной местности, разработанные ИКАО). По нормам ETOPS маршрут двухмоторного самолёта должен быть построен таким образом, чтобы самолёт постоянно находился в пределах определённого времени лёта до ближайшего аэродрома, где можно было бы совершить аварийную посадку в случае отказа одного из двигателей. Существуют ETOPS 60, 120 и 180 минут. Чем больше по этим нормам даётся времени, тем лучшая обеспечивается гибкость планирования маршрутов. С середины 2007 года все двигатели CFM56-7B выпускаются в конфигурации Tech Insertion, что делает их удовлетворяющими экологическим требованиям стандарта CAEP/6. Заглядывая в будущее, CFM тестирует ещё один усовершенствованный двигатель - CFM56-7BE. Готовый к вводу в эксплуатацию к середине 2011 года, когда двигатель будет установлен на самолёт Boing 737 Next-Generation, новый производственный стандарт обеспечит двухпроцентное снижение объёма сжигаемого топлива и выбросов углекислого газа. Таблица 6 Хронология событий
|
