Die CMC-Komponenten des neuen GE9X wurden erfolgreiche an einem GEnx-Demonstratortriebwerk erprobt. Das Triebwerk durchlief 1800 Zyklen, bei den Testläufen der zweiten Erprobungsphase wurde es auch rauen Bedingungen wie Staub und Trümmerteilen ausgesetzt. Diese Testumgebung entspricht nach Angaben von GE rund 3000 Start- und Landungszyklen.
Staub und Trümmerteilchen können sich auf der Oberfläche der aerodynamischen Profile ablagern und so die Isolierungsbeschichtung angreifen. Sie können sich auch auf den internen Kühlkreisläufen der Schaufeln sammeln und die Kühleffizienz verringern. "Beide Faktoren können zu Problemen bei der Lebensdauer führen. Diese Demonstratortests ermöglichen uns, schneller zu verstehen, wie sich unsere neuen Designs und Materialien unter diesen Umweltbedingungen verhalten, auch diejenigen, die anfällig für Schwebeteilchen sind", sagt Ted Ingling, General Manager des GE9X-Programms.
Für die zweite Testrunde wurden am GEnx-Demonstrator dieselben Brennkammer-Auskleidungen, Deckbänder der ersten Stufe und Leitschaufeln der zweiten Stufe der Hochdruckturbine aus CMC verwendet wie bei den Tests im September 2015. Zusätzlich wurden auch in der ersten Stufe der Hochdruckturbine CMC-Leitschaufeln eingesetzt.
GE ist zufrieden mit der Performance des neuen Werkstoffs
"Die meisten dieser CMC-Komponenten haben während der beiden Testphasen insgesamt fast 4600 Zyklen durchlaufen", so Ingling. Dabei hätten alle Teile eine sehr gute Leistung gezeigt.
Keramische Verbundwerkstoffe bestehen aus Siliziumkarbidfasern und einer keramischen Matrix und werden durch eine spezielle Beschichtung verstärkt. CMCs weisen nur ein Drittel der Dichte von Metalllegierungen auf, dadurch wird das Triebwerksgewicht reduziert, was Treibstoffeffizienz und Lebensdauer verbessert. Zudem führt die hohe Hitzeresistenz von CMCs dazu, dass weniger Kühlluft in die heißen Sektionen geführt werden muss. Auch dadurch lässt sich die Effizienz erhöhen.
Der GEnx-Triebwerksdemonstrator enthält auch andere Teile des GE9X, beispielsweise 3D-gedruckte Titanaluminid-Schaufeln in der Niederdruckturbine sowie Schaufeln mit weiterentwickelter Kühltechnologie in der ersten Stufe der Hochdruckturbine.
Flugtests sollen noch im ersten Halbjahr beginnen
Das GE9X ist das exklusive Triebwerk für die in der Entwicklung befindliche Boeing 777X. Es wird mit 3,40 Metern Bläserdurchmesser das größte Triebwerk der Welt. Es liefert einen Schub von 454 kN und soll zehn Prozent weniger Treibstoff verbrauchen als das GE90-115B der Boeing 777-200LR/300ER.
Der erste GE9X-Testlauf am Boden fand am 25. März 2016 statt. Die Zulassungstests und die Flugerprobung sollen nach Angaben von GE Aviation in der ersten Jahreshälfte 2017 beginnen. Mit der Zulassung rechnet GE 2018.
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