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Turbo Fans, techno des FANS

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Beochien
Whisky Charlie

Turbo Fans, techno des FANS

Message par Beochien le Dim 6 Mar 2011 - 16:21

Bonjour

Les fan en composite, se généralisent, adieu le titane ??
Une petite étude de ce qui arrive !

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GE !

Chez Général Electric, les pionniers avec la série des GE 90 ! (Enfin presque, on se souvient du loupé du RB 211)
CFAN et Snecma déjà dans le coup accompagnant GE!

Un travail de fourmi, sur le fan du GE 90, des centaines de layers, et un bord d'attaque Titane soigneusement intégré (Le hachoir à poulets)
Un bilan poids et durabilité des plus intéressant !

http://www.le-webmag.com/article.php3?id_article=46&lang=en
http://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_GE90
http://www.geae.com/aboutgeae/presscenter/ge90/ge90_20051012.html
http://www.geae.com/ourcommitment/innovation/ge90fanblade.html
http://www.techtransfer.berkeley.edu/aviation03downloads/gliebe03.pdf

Et le successeur technologique du GE 90, le GEnx ! Même type de Fan, CFAN, juste pour les aubes, GKN USA ?, Le noyau en CFRP aussi !

http://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_GEnx
http://www.aviationweek.com/aw/jsp_includes/articlePrint.jsp?storyID=news/aw041706p1.xml&headLine=GEnx%20Development%20Emphasizes%20Composites,%20Combustor%20Technology
http://www.amtonline.com/print/Aircraft-Maintenance-Technology/The-GEnx-Engine/1$10896
http://www.geae.com/aboutgeae/presscenter/genx/genx_20050321.html
http://www.flightglobal.com/articles/2005/03/08/194836/gkn-grabs-deal-to-develop-genx-composite-fan-case.html
http://www.aircraftbuilders.com/UserFiles/File/GKN_Vision_of_the_Future_ABC.pdf
http://www.prnewswire.co.uk/cgi/news/release?id=141042
http://www.geae.com/aboutgeae/presscenter/other/other_20060602.html
http://www.compositesworld.com/columns/composites-enable-new-advances-in-engine-technology
http://www.ecodevsanmarcos.org/news/featured.html

More composite engine parts
As engines grow in size so do the fans and they can become heavier. The fan blades for the GEnx are manufactured using composite material that makes the blades less dense, therefore lighter in weight. The wide-chord composite fan blades have a titanium shield on the leading edge to protect them against impact damage. The number of fan blades is 18 compared to 22 on the GE90-115B and 36 on the CF6-80C2. This also reduces overall engine weight. GE says the blades are virtually maintenance-free.

*Composite fan blades: Multiple configurations of subscale fan blades have been tested at GE, Snecma Moteurs, and NASA Glenn Research Center. As a result, the GEnx engine will be designed with 18 composite fan blades (down from 22 blades for the GE90.) The fan blade reduction will provide greater efficiency, weight reduction, and lower maintenance costs. Further rig tests will be run later this year and in 2006 with full-scale GEnx composite blades.

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RR !

Le programme ELF , RR et GKN dessus , pour 2012, réalisé dans la facilité GKN de l'île de Wight !
Les principales infos concernant les participants !
De ce que j'ai compris, c'est un programme de pré-production, dans la ligne technologique des FAN des GE 90, mais avec une automatisation complète , c'est bien !
Signification : Les nouveaux produits RR seront enfin dotés, sauf catastrophe de fans en CFRP, !
Quand, on ne sait pas, probablement pour les programmes Advance, 2-3 !
Pour les séries Trent, c'est sûrement un développement possible, pour l'avenir , pour l'instant le Trent XWB, est toujours prévu avec un FAN Titanium (Sauf erreur ?)!

http://www.rolls-royce.com/technology_innovation/research_programmes/gas_turbine_programmes/elf.jsp
http://www.amtonline.com/article/article.jsp?siteSection=1&id=10338&pageNum=2
http://www.reinforcedplastics.com/view/7847/gkn-aerospace-progresses-composite-engine-fan-blade-project/
http://www.reinforcedplastics.com/view/11534/automated-dynamics-delivers-machine-to-gkn-aerospace/
http://www.automateddynamics.com/pdfs/AD_Aerospace.pdf
http://www.gknaerospace.com/Office/Content/S634147899815309415/Composite-Technology-Briefing-Farnborough-2010.pdf
http://www.aero-mag.com/_img/pics/pdf_1277121482.pdf

The Environmental Lightweight Fan (ELF) programme is aimed at introducing a carbon fibre composite fan blade which provides significant advantage for reducing the weight of major components in the gas turbine engine and increasing their operating life.  Reduced weight saves energy and fuel and consequently reduces emissions.  This programme is planned to develop composite fan blade design and manufacturing technologies. The programme initially concentrates on material selection and construction and the development of an automated manufacturing process. A series of progressively evolved and optimised blade designs will be manufactured and evaluated throughout the programme.  The programme started in 2007 and is expected to complete in 2012
The ELF consortium is GKN and Rolls-Royce, support has been provided by a number of leading UK and European universities.

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Le Leap X ! de CFMI

Le FAN en composites, le plus avancé actuellement , une chaussette en fibre carbone moulée en RTM, une techno Snecma qui sera sous traitée aux USA du côté de Nexcelle la JV GE SNECMA !
En développement sur les gammes de petits moteurs de CFMI et GE, à vérifier si cette techno peut monter en gamme ! Les essais sont largement avancés !
Aucun doute, que les coûts de cette technique sont nettement plus intéressants, que le CFRP, en XXX layers , pas de risque de délamination et 200 kgs de moins par moteur !

http://www.snecma.com/cfm-on-schedule-to-begin-5-000.html
http://www.snecma.com/first-leap-core-begins-testing-as.html
http://www.cfm56.com/pdf/leap-brochure.pdf
http://www.ainonline.com/airshow-convention-news/ebace-convention-news/single-publication-story/browse/0/article/new-materials-play-key-role-in-next-generation-turbofans-20653/?no_cache=1&tx_ttnews[mode]=1
http://www.compositesworld.com/articles/3-d-woven-reinforcements-update
http://safran-group.com/site-safran/engagements/sponsoring-nautique/les-technologies-de-safran-a-bord/safrans-3d/

Weaving a fan blade in 3-D makes it possible to manufacture larger, more aerodynamically advanced blades without increasing weight. For a 71-inch fan diameter, each 3-D-woven blade weighs about eight pounds. The weight saved comes from the reduced number of blades. The LEAP-X’s fan has 18 blades, whereas the current CFM56-7 (which powers the Boeing 737 family) has 24.

A fan case using the same composite technology is now undergoing rig tests. Engineers expect to save 1,000 pounds on a twin-engine aircraft by moving from metal to 3D-woven composite fan blades and case.

The manufacturing process for this fan blade involves 7,000 needles working on the composite loom and a water jet cutting the fibers. Resin transfer molding (RTM) is the next step in this process by which CFM has produced approximately 300 fan blades.

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Pratt & Whitney !

Eh bien, eux ils viennent de fermer une branche composites en Californie, et hésitent encore, sur la méthode à employer pour leurs fans !
Entre un Hybride Métallic, jamais encore vu, ou pas trop compris, et peut être une techno type "Safran" Leapx , fait chez Hamilton Sunstrand ! Par défaut, ils resteront sur le Titanium, éprouvé !
Ni clair ni bien avancé, pour voir un Fan composite sur le C'Séries ?? Pas évident !
A temps pour le A320 NEO, on l'espère ! Je me demande s'ils n'attendent pas un nouveau partenaire, pour lui repasser le PB !
Bien, en tenant compte des procès avec RR, on peut penser que pour P&W, c'est dans la zone confidentielle en ce moment et P&W doit avancer prudemment!
Pas plus d'infos, à surveiller de prés !

Et pour le GP 7200, ce sera après la décision, pour le GTF , une foi la techno décidée !


http://www.compositesworld.com/news/pratt-amp-whitney-closing-san-diego-composites-facility
http://www.flightglobal.com/articles/2010/03/31/340187/pw-close-to-deciding-on-gtf-fan-blade-material.html


Pratt & Whitney says it will decide by the third quarter whether to use traditional hollow titanium fan blades or a newly developed hybrid metallic design for its new geared turbofan (GTF) engine.

"We're leaning toward the hybrid metallic blade," Paul Adams, senior vice president of engineering for the Connecticut-based United Technologies subsidiary, tells ATI and Flightglobal.

Along with P&W's internal work on the hybrid metallic blade, which Adams describes as a "metallic structure associated with a composite structure", the company also investigated with its sister company Hamilton Sundstrand a resin transfer molding (RTM) composite design, similar to what GE uses on the GE90 series engines for widebody aircraft and for its new Leap-X1C narrowbody engine, selected by Comac for the C919.

However, Adams says engineers have ruled out the RTM option in part because the hybrid metallic design is "more efficient" due to its thinner leading edges and other features, including better foreign object debris (FOD) resistance.

To date, Adams says P&W has completed 95% of the development work required to make the blade decision, with the fall-back position being traditional titanium fan blades.

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Engine Alliance, la part de P&W !

Ils en sont resté au Titanium creux, P&W en charge de sa fabrication !
Rolls Royce à lancé un procés pour copie de brevet, à suivre !
Une seule question, à quand le passage au fan plastoc ??

http://www.enginealliance.com/gpfeat.html

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Du café du coin de la gare !
Bonne lecture, il y a de quoi !
JPRS


Dernière édition par Beochien le Dim 6 Mar 2011 - 20:34, édité 2 fois

Beochien
Whisky Charlie

Re: Turbo Fans, techno des FANS

Message par Beochien le Dim 6 Mar 2011 - 18:25

Bonjour !

j'ajoute !

Que reste t'il à espérer du côté des évolutions ...
La piste des BPR, elle n'ira pas beaucoup plus loin dans une configuration conventionnelle des avions !
La NASA avait vu une limite d'efficacité vers les BPR de 13 !
Le GTF est vers les 12, le trois Arbres style RR doit pouvoir s'en approcher, au prix d'un coeur un peu plus gros !
Les 2 arbres doivent plafonner vers les BPR de 10-11 ...

Alors quoi inventer maintenant, hors "Open Rotors"

Eh bien précisément, les techniques développées pour les "Open Rotors" parfaitement applicables à des fan's carénés, et, vu la réduction du nombre de pales, les solutions approchent pour les prochains mouvements !

2 pistes :

Les pas variables, sur le fan, plusieurs intérêts !
Une optimisation constante de la vitesse du flux, vs l'altitude et les paramètres du vol ! Plus besoin de VAN (A mon idée)
Reverses efficaces et incorporées ,(Pour free côté poids)!
Position en drapeau avec peu de traînée en cas de panne !

Le double fan contra rotatif caréné !
Il permet d'augmenter le double flux, sans continuer à augmenter le diamètre de passage ! implique automatiquement un réducteur, dans tout les cas plus un train d'engrenages suplt pour la CR !

Les poids ... à la hausse bien sûr ! voire comment se place le trade off qui va aller en s'optimisant ... quand on voit que le réducteur du GTF ne coûte que ... 150 kg !
Un pas variable devrait coûter bien moins de poids encore, si on arrive à diminuer suffisamment le nombre de pales !

Bon pour la somme des 2, ça risque de faire lourd et compliqué, là ce sera peut être le privilège des Open Rotors !

JPRS

Beochien
Whisky Charlie

Re: Turbo Fans, techno des FANS

Message par Beochien le Lun 7 Mar 2011 - 15:14

Bonjour !

Un article de Flightglobal qui ne pouvait pas mieux tomber !
Le Fan du LeapX !
Et des aubes plus légères auront moins d'impact, côté nacelle, en cas de rupture , d'où de très possibles gains, côté poids et profils de la nacelle, c'est dans le bon sens !

Avis gratuit pour P&W et son GTF !

----------- A lire, le lien et un extrait de FG ! ---------------

http://www.flightglobal.com/articles/2011/03/07/354000/cfm-studying-new-weight-savings-for-leap-x-blades.html

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The General Electric-Snecma joint venture is examining the feasibility of reducing the thickness of the composite blades and fan case for the next-generation narrowbody engine, says Ron Klapproth, LEAP-X programme director.

Internal analysis has confirmed that the current design, which is based on scaling down technology from the widebody-class GEnx-series, is strong enough to pass bird-strike and blade-out tests required to achieve certification, Klapproth says.

By shifting from metal to composite blades, the current design of the 18-blade Leap-X fan reduces overall weight by about 168lb.

To improve the strength, CFM also needed to change the manufacturing process. GEnx blades are fashioned using a two-ply lay-up process. The Leap-X material is manufactured using a 3-dimensional woven resin transfer moulding (RTM) process, improving the blade's strength.

Meanwhile, CFM is building the eCore 2 demonstrator to test Leap-X components. Compared to the eCore 1 rig tests, the new demonstrator adds a second stage to the high pressure turbine. The first dual-spool tests of the low- and high-pressure turbine spools are set to begin later this year.

Snecma has started endurance testing of the 71in-diameter fan derived from the company's Mascot programme.
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JPRS

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