موتور جنرال الکتریک 90 موتورتوربوفنی بسیار پیشرفته با کنارگذر بسیار بالا بوده که برای هواپیمای دوموتوره بویینگ 777 طراحی شده است. GE 90 موتوری کاملا توربوفن است که رکورددار بالاترین نیروی پیشران در میان موتورهای جت است که نیروی پیشران 115,000 پوند را برای آن در نظر گرفته اند. بر روی میز تست Thrust 127,900 پوند از این موتور گرفته شده است که نشان دهنده ضریب بازدهی/اطمینان عالی این موتور است.

این موتور با نسبت فشار 1 به 45 دارای بالاترین رکورد نسبت فشار کمپرسور میان موتورهای هواپیمایی است. چنانچه که فشار هوا در خروج از کمپرسور و ورود به combustion chamber چیزی در حدود 45 bar یا 661 psi می باشد.

با داشتن نیروی پیشران بالا و مصرف سوخت پایین specific fuel consumption , ایده آلی است تا جایی که SFC این موتور به اندازه یک موتور دیزلی معمولی بزرگ است. بازدهی خوب این موتور از بالا بودن نسبت فشار هوا , بالا بودن دمای ورودی توربین و ضریب کنارگذری بالا (High By-pass Ratio) می باشد که بیشتر انرژی گازهای داغ خروجی را به قدرت محوری برای چرخاندن فن بزرگ موتور با دور کم , می گیرد که بیشترین درصد نیروی پیشران را برای GE 90 پدید می آورد.

پره های تمام کامپوزوتی فن 128 اینچی موتور هوا را به درون موتور می کشاند. قطر فن و nacelle این موتور به اندازه قطر بدنه Boeing 737 است. پره های فن یک طبقه ای این موتور که کاملا از کامپوزیت های کربن ساخته شده اند دارای انحنای زیبایی است که خود در افزایش راندمان نقش به سزایی دارد. فن تنها با دور 2250 دور در دقیقه می چرخد ولی حجم هوایی که به درون خود می کشد به اندازه ای است که نیرویی باور نکردنی را درست کند.

هوا پس از گذشتن از فن دو دسته می شود. یکی که به وارد کانال کنارگذر رفته و از کنار موتور رد شده و در پایان از موتور بیرون رود. ضریب کنارگذری این موتور 1 به 9 است.

هوایی که به مسیر کنارگذر نرود نخست با کمپرسور فشار پایین 4 مرحله ای محوری که پره هایی از تیتانیوم دارد و با دور فن می چرخد و در سپس در کمپرسور فشار بالای 9 طبقه ای محوری که به خاطر دمای بالای هوا از جنس آلیاژهای تیتانیوم و فولاد های پایه نیکل است فشرده می شود.

پره های ثابت متغیرکمپرسور (Variable geometry compressor stators) و دریچه های میانی موتور برای خروج هوا در میان طبقات (compressor air bleed) مکانیزمی به دور از واماندگی در همه رژیم های کاری را رقم می زند.

هوای فشرده به محفظه احتراق double annular که دارای سوخت پاش های duplex است خورانده می شود. double annular combustor (DAC) ایده نویی از شرکت جنرال الکتریک که برای بهسوزی سوخت و کاهش آسیب های گازهای خروجی است. در قدرتهای پایین سوخت فقط به محفظه سوخت بیرونی تزریق می شود. با افزایش قدرت سوخت به محفظه درونی نیز فزستاده می شود که بهسوزی سوخت را در پی دارد. دمای خنک شده گازهای احتراق 2700 درجه فارنهایت است که به توربین 2 طبقه ای پرفشار وارد می شود. پس از آن توربین کم فشار 6 طبقه ای است.

سیستم پیشرفته الکترونیکی در پره های توربین با افزایش و کاهش جریان خنک کن ار کمپرسور به توربین tip clearance در پره های توربین را کنترل می کند air sealing و power setting بهتری را فراهم می کند.

پس از خروج گازها از توربین گازهای داغ با گازهایی که از کنارگذر می آیند مخلوط شده و هوایی با دمای کمتر به بیرون هدایت می شود. با این کار صدای گوش خراش نازل کم می شود.

بنابر این در موتورهای توربوفن مانند GE 90 بیشتر صدا ناشی از فن است که با انحنا دادن به فن و متمایل کردن پره های آن به عقب (swept back fan blades) صدا را کاهش می دهند.



General Electric GE90-115B High Bypass Turbofan

  • Type: Ultra High Bypass Ratio Dual Shaft Turbofan
  • Bypass Ratio: 9:1
  • Low Pressure Compressor: Single Stage fan, followed by 4 stage axial booster
  • High Pressure Compressor: 9 stage axial flow compressor
  • Burner: Double annular through-flow combustor
  • Turbine: Dual spool, 2 stage axial high pressure turbine, 6 stage axial low pressure turbine
  • Exhaust: Coaxial core and bypass jet exhaust
  • Thrust Rating: 115,300 lbs. of thrust
  • Weight: 18,260 lbs.
  • Thrust/weight: 6.3:1
  • Air mass flow: Approximately 3,000 lbs/sec
  • Fan Pressure Ratio: 2:1
  • Overall Pressure Ratio: 42:1
  • Maximum Turbine Inlet Temperature: 2,700F+
  • Specific Fuel Consumption: .25 lb/lbt/hr
آشنایی با موتور D-30 محصولی از سولویف (Soloviev)
یک موتور توربوفن دومحوره با کنار گذر کم (Low bypass) می باشد. البته به این نوع موتورهای توربوفن که کنارگذر کمی دارند موتورهای توربوجت با کنارگذر (Bypass Turbojet) نیز گفته می شود. یکی از ویژگی های جالب این موتور صدای خاص آن در حالت idle و takeoff است. D-30 دارای چندین مدل می باشد. مدل اول D-30F6 که دارای پس سوز می باشد و در هواپیمای Mig-31 استفاده می شود. مدلهای دیگر شامل D-30KP و D-30KU هستند که فاقد پس سوز می باشند ودر هواپیماهای Il-62 ، Tu-154 و Il-76 مورد استفاده قرار می گیرند.



در اواسط دهه 70 میلادی، شوروی به دنبال ساخت یک پرنده پرسرعت با قابلیت پرواز در ارتفاعات بالا بود تا آن را جایگزین Mig-25 کند. موتورهایی Mig-25 (Foxbat) دارای یک مشکل اساسی بودند، موتورهای Mig-25 در حالت Max throttle در سرعتهای بالا دچار مشکل می شدند. به همین منظور موتوری نیاز بود که این مشکل را نداشته باشد. در این زمان بود که پروژه ساخت Mig-31 به میان آمد.

شرکت طراحی و ساخت میگ (MIG Design Firm) قراردادی را با شرکت Soloviev (که بعدها به Aviadvigatel تغییر نام داد و هم اکنون نیز نام این شرکت Perm است.) بست. هدف از این قرارداد ساخت یک موتور توربوفن با کنارگذر کم برای هواپیمای جدید میگ بود.
Aviadvigatel موتور D30-F6 را به میگ پیشنهاد داد. این موتور دارای تراستی (Thrust) حدود 93 کیلو نیوتون (20,900 lbf) در حالت بدون پس سوز بود. این موتور با پس سوز تراستی حدود 152 کیلونیوتون (34,200 lbf) تولید می کرد. بنابراین جنگنده جدید میگ می توانست حداکثر با حداکثر سرعت 1800 mph پرواز کند. ماکزیمم وزن takeoff نیز 45800 کیلوگرم (101000lb) بود. این موتورهایپرقدرت به جنگنده این امکان را می داد که بتواند در ارتفاع پایین تر از 5000 پا پرواز سوپرسونیک انجام دهد.

موتور D30-F6 موتور بسیار پرقدرتی است بنابراین هواپیمایی که این موتور بر روی آن نصب می شود باید دارای سازه بسیار مقاوم و مستحکمی باشد، به همین دلیل این موتور فقط در دو پرنده استفاده می شود، Mig-31 و Su-47 . البته Su-47 قرار است که به جای D30-F6 از موتورهای مدرن Saturn-Lyulka AL-37 یا Saturn AL-41 که توانایی ایجاد تراست برداری (Thrust-Vectoring) را دارند، استفاده کند. Al-37 و Al-41 در هواپیماهای Su-35 و Su-37 و Mig 1.42 که رقیب Su-47 است، استفاده می شود.

General characteristics

* Type: Twin-spool Turbofan
* Length: Unknown
* Diameter: 57.3 in (1.46 m)
* Dry weight: 5082 lb (2305 kg)

Components

* Compressor: Axial, 3 stage fan/low pressure compressor, 11 stage high pressure compressor
* Combustors: Can-type
* Turbine: 2 stage high pressure turbine, 4 stage low pressure turbine

Performance

* Maximum Thrust: 23,150 lbf (103 kN)
* Overall pressure ratio: 17:1
* Specific fuel consumption: 0.498 lb/lbf-hr
* Thrust-to-weight ratio: 3.8:1