首頁 > 航空 > 正文

GE航空:不止是航空發動機巨頭

時間:2019-05-26 21:24:39        來源:

 2019年國民航發展論壇主題為智慧民航,GE航空集團憑借在航空領域的多年積累,其航空大數據系統已經開始步入應用階段

  數字化、大數據、云計算、人工智能等新科技正在全球民航業得到快速應用,全球民航業正在快速進入“智慧民航”時代。智能化將有效提升全球民航業的生產組織能力運行效率催生民航業新一輪產業變革

  

  其中,GE航空集團結合多年的行業積累,積極投身“智慧民航”領域的建設提供了多款技術產品。例如GE航空大數據分析系統(EMS,Event Measurement System)是一個全面飛行數據處理系統,該系統可以集包括飛行數據、天氣導航、飛行計劃和其他操作數據等多種不同類型的數據源,通過強大的分析引擎,為航空公司客戶提煉出有價值的見解。

  GE航空集團的中國數字化團隊還可利用該系統,為客戶提供飛行風險、運營效率和維護方面專業分析服務目前,GE在中國已與東航、中國商飛、昂際航電長龍航空、廈門航空5家客戶簽署了航空數字化合作協議

  

  人工智能算法能幫MRO做什么

  GE全球副總裁兼GE航空集團大中華區總裁向偉明接受本刊記者采訪時表示,GE航空集團以創新的數字化解決方案推動“智慧民航”進程,以及在航空領域的大數據分析、人工智能算法等技術持續進行探索。

  

  GE全球副總裁兼GE航空集團大中華區總裁向偉明。

  以發動機的孔探檢查為例,如果對在車間單獨進行維修的發動機進行檢查,一般采用內窺鏡查看15個小時;如果檢查在翼的發動機要快一些,但可能也需要七八個小時。雖然諸如葉片出現比較明顯的裂紋或者燒蝕等問題可以直接通過內窺鏡發現,但一般來說都需要做第二次檢查,即檢查所有內窺鏡產生的錄像,仔細觀察是否存在沒有直接被發現的問題。過去對錄像的檢查,都是維修人員對每臺發動機的錄像看幾個小時,如果有幾十臺發動機需要檢測,就需要看幾百個小時的錄像,這樣很難保證不會錯過一些問題。

  

  而GE航空集團的數字化團隊集中采集了全球的GE和CFM發動機孔探視頻圖片,通過對這些資料的整理和標記,運用了深度卷積神經網絡的算法,學習圖片中的損傷特征,從而自動識別出視頻中的損傷。由此降低了由于孔探漏檢造成故障停飛風險,規范了孔探操作,也提高了孔探檢查的機隊覆蓋率。

  中國國內的數據合作

  在國內,GE航空和中國東方航空展開了合作,對東航日常運營所產生的數據資料進行分析。據向偉明介紹,GE通過跟東航合作,拿到了將近33000個錄像片段,其中包括發動機葉片的裂紋、燒蝕圖像。通過對圖像進行深度學習,并且建立數學模型,今后再進行孔探檢測時,只需要把錄像播放,這套模型可以自動識別哪些葉片存在什么樣的問題。經過測試,這套模型的精準度大約為99%,檢測度在98%左右,比人工檢查的結果準確得多,時間也更快。而且這套模型還可以不斷地進行學習,時間越長、錄像越多,這套模型越精準。

  

  在航材管理方面,GE航空也引入深度學習的理念,對航材管理的復雜場景進行建模,并學習最優的庫存調配和補充策略,通過建議航材的站點布局采購數量和采購節點,極大改進了航材的保障率并優化庫存。

  

  GE航空在參與東航的航材管理試驗時,利用東航各航材站點的情況建模,可以進行深度的人工智能分析。在經過幾個月的修正和學習之后,這套人工智能系統可以提供一個解決方案,在不增加航材數量情況下,對航材部件、種類進行調配,最終滿足對航材的需求,而且使飛機機隊不會因為缺乏航材的問題,造成飛機停飛。

  向偉明表示,雖然這些大數據項目目前是跟東航合作的,但其原理一旦得到驗證,完全可以應用到其他航空公司的機隊里面。

  航發領域也在持續努力

  在GE的傳統優勢航空發動機領域,向偉明向媒體介紹了GE和其合資企業CFM的主要幾款發動機的最新情況。

  LEAP發動機于2016年首次交付使用,平均每天要完成11小時的飛行,其中多數航班的停機位周轉時間為25分鐘。與CFM56的最新型號相比,LEAP發動機仍的燃油消耗和二氧化碳排放均降低15%,同時顯著降低噪音;而CFM56的整個改進歷程中,最新型號的燃油效率的提升相比于早期型號也只有6%~7%。

  

  LEAP發動機的訂單接近18000臺,其產能也在節節提升,例如,其2017年交付459臺,2018年交付量即達到1118臺,而今年預測將會生產1800臺,2020年產量將達2000臺。這也可以看出LEAP發動機的市場需求非常大,而提升產能對GE來說也是非常大的挑戰,截至目前一切進展比較順利

  LEAP發動機的燃油噴嘴是采用3D打印方式制造的,過去發動機上的燃油噴嘴由十幾個零件組成,而采用3D打印可以一次成形,而且可以設計成更理想的形狀。每臺LEAP-1A/C發動機要安裝19個燃油噴嘴(LEAP-1B是18個),這些噴嘴比用傳統手段制造要輕25%左右,并顯著提高耐久性。截至目前,GE已累計生產了45000多個這樣的燃油噴嘴。

  

  LEAP發動機上的采用增材制造技術生產的燃油噴嘴。

  對于陶瓷基復合材料(CMC),LEAP發動機上面也有所應用,該發動機的高壓渦輪罩環是采用CMC材料制成,每臺發動機需要18片,總重約1千克。

  

  GE在阿什維爾的CMC材料工廠生產的LEAP發動機的高壓渦輪罩環零件。

  GEnx發動機主要裝配于波音787和波音747-8飛機,截至目前,GEnx系列有2500臺訂單,其中1700臺已經交付使用。GEnx也是GE銷售最快的大型商用發動機。在中國一共有7家運行波音787的航空公司,其中6家全部采用GEnx。GEnx發動機在中國的波音787占有率達90%,在全球的波音787占有率為64%。

  

  而且,GE用來競標CR929項目動力系統的方案就是GEnx-1C發動機,該發動機將是GEnx-1B的升級版,GE將提供包括短艙和發動機在內的整體推進系統解決方案。就發動機本身來看,GEnx-1C的主要性能指標與GEnx-1B相當,但如果算上系統集成如短艙和飛發一體化設計等,GE有信心提供一個比GEnx-1B效率更高、更省油的推力系統方案,也將非常適合CR929。

  GE9x發動機是GE航空為波音777x研發的最新型的發動機,它的總壓比是60:1,核心機的壓比27:1,發動機風扇直徑為3.4米,進氣口直徑為4.5米,推力可達470千牛,涵道比為10:1。

  

  目前GE9X已順利通過了飛行試驗計劃,自去年春天以來,該發動機安裝在GE的波音747-400飛行測試平臺上面共完成了50多次飛行,累計飛行320小時。GE9X現已完成了80%試驗,GE已取得發動機認證所需的飛行測試以及地面臺架測試數據,裝配了GE9X的波音777-9計劃在2019年底前進首飛,并在明年完成首架飛機的交付。

  

  相比于LEAP,GE9X中采用了更多的CMC材料零件,共有5種零件采用CMC材料制造:包括燃燒室內襯和外襯、高壓渦輪第一級葉冠和高壓渦輪出口導向器,以及高壓渦輪第二級葉冠等,其運行溫度也比LEAP發動機中的CMC零件更高。

  

  采用CMC材料的渦輪葉片

  

  CMC對于該圖顯示的和各種航空發動機零部件都是不錯選擇

  Catalyst發動機是一款全新研發的渦輪螺槳發動機,該發動機主要針對公務和通航市場,按下一代全新850~1600軸馬力發動機的相關需求設計。該發動機是首臺大量采用3D打印手段來制造的發動機。

  

  該發動機在設計之初有855個部件,而在3D打印技術之后,只有12個整體部件,這使發動機重量降低了5%,油耗要降低20%而且未來的維修成本進一步大幅降低。

  

  在未來的超聲速客機的發動機方面,GE也推出了相應的產品:Affinity發動機。該發動機將用于美國Aerion公司的AS2超聲速公務機。

  

  Affinity是50多年來首臺配裝超聲速民機的發動機,也是首款可滿足5級噪聲限制要求的超聲速民機發動機。Affinity采用雙軸兩級風扇、中等涵道比設計,可在超聲速和亞聲速飛行中提供均衡的性能。該發動機推力為80kN,涵道比為3,主要結構為2級風扇、9級高壓壓氣機、1級高壓渦輪和2級低壓渦輪組成。Affinity的核心機來自CFM56發動機,并與新的低壓部件相匹配,更適合超聲速飛行

  

    閱讀下一篇

    我國民航發展很快,空軍發展也很是

     本月24日,法國發表了一篇文章,主要意思是隨著人們生活水平的提高,我國旅游業的發展快速,乘坐飛機的人越來越多,而我國飛行員明顯滿足