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GE在美首个碳化硅工厂进入最后阶段 可年产20吨新材料

http://www.hndollar.com    来源:两机动力    日期:2017-02-28

       近日,GE航空集团在阿拉巴马州亨茨维尔的2个新材料工厂已经进入最后阶段,这2个工厂占地100公顷,其中一个工厂用于生产可耐温超过1300摄氏度的碳化硅陶瓷纤维材料,这也是美国第一个大规模生产该材料的工厂,整个投资超过2亿美元,其中美国空军研究实验室第三办公室提供的2190万美元资金支持。
  

  
  在同一园区的另一个工厂则负责使用这些碳化硅陶瓷纤维制造非定向CMC坯带,用于制造CMC部件
  
  亨茨维尔工厂主管乔恩-福特表示:“我们取得了巨大的进步,工程和建设团队正准备在10月份之前开始安装加工设备,CMC预浸料工厂预计在2018年夏季完成,CMC纤维工厂则计划在2019年春季完成。”
  
  一旦完全投产,亨茨维尔工厂每年将生产高达20吨的CMC材料,而一台CFM LEAP发动机使用的CMC材料才大约1公斤。
  
  然而,目前GE航空集团的亨茨维尔团队还只有24名员工,但正在扩招中,一旦完全投产,这些工厂将需要雇用多达300人。
  
  另外一个唯一大规模生产碳化硅陶瓷纤维的工厂在日本富山市,由日本NGS先进纤维公司运营。该合资公司成立于2012年,日本碳素公司占股50%,GE公司占股25%,法国赛峰占股25%。而亨茨维尔的GE材料工厂将获得并使用日本NGS先进纤维公司的授权技术。
  
  日本NGS先进纤维公司也正在日本建立第二家工厂,以提高产能,以满足日益增长的需求,亨茨维尔的GE工厂将补充日本碳素公司产能的不足。
  
  此外,一旦亨茨维尔工厂投产后,生产的碳化硅陶瓷纤维还将出售给美国国防部、美国能源部、GE公司、赛峰集团和其他受到美国法规允许的国外客户,日本碳素公司业将有机会成为亨茨维尔工厂股权的合作伙伴。
  
  先进的CMC材料正在给航空发动机带来的革命,对于航空发动机来说,1%的燃料消耗减少意味着航空公司每年可节省100多万美元。而GE航空公司生产的下一代CMC材料技术,能够提高燃油效率1%~2%。
  
  由于CMC材料只有金属合金密度的三分之一,这些重量超轻的CMC部件降低整个发动机的重量。此外,它们的耐温性能大大提升了发动机的耐用性和燃油经济性。CMC在高温下,远比金属合金耐磨,这也将使得航空发动机热端部件需要的冷却空气减少,从而使得用于做功的空气流量增加,发动机效率提高。
  
  20多年来,GE全球研究中心的科学家和GE工业部门一直致力于研发可应用于商业的CMC材料。
  
  CFM国际公司旗下的LEAP发动机是世界上第一个在高压涡轮机部分使用CMC材料的民用航空发动机,而CFM国际公司又是GE和法国赛峰集团50/50的合资公司。凭借着超过12,200台的发动机订单和承诺,它已经是GE历史上最畅销的发动机,目前积压订单总价值更是超过了1700亿美元。LEAP发动机于去年8月已经在空客A320neo客机上服役,并计划在今年晚些时候跟随波音737 MAX进入商业运营。
  
  此外,GE 9X发动机的销售也超过了700台,该发动机上包含5个CMC部件,将在2019年开始为波音777MAX客机提供动力。
  
  GE还将CMC部件应用在了先进的军用发动机上,包括用于美国陆军ITEP计划的GE3000发动机,以及GE的FATE(Future Affordable Turbine Engine)计划中的先进涡轴发动机验证机中。
  
  GE甚至还计划将CMC应用到现有发动机的升级改造中,包括非常受欢迎的T700直升机和GEnx发动机,目前正在评估中。
  
  GE航空集团今年使用的CMC材料数量将是2007年的大约20倍。到2020年,GE航空公司预计将有超过750名美国员工致力于其CMC产业。
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