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B747-400 高圧タービンブレード|CF6-80C2 エンジン

・ボーイング B747-400に搭載されていたGE CF6-80C2 エンジンの高圧1段目のタービンブレード(HPT1)を紹介します。

このエンジンは、B767-300(GEエンジン搭載機)と共通仕様となっています。

 

CF6-80C2 高圧タービンブレード 1段目

CF6-80C2 エンジン

General Electric CF6-80C2

High Pressure Turbine Blade Stg1 (HPT1)

  

◆スワイプもしくはドラッグで画像を自由に回転できます。

  • エンジン型式:GE CF6-80C2
  • 開発年:1988年
  • 材質:ニッケル基耐熱超合金 Rene DSR 142 後にRene N5
  • 結晶構造:一方向性凝固(DS)後に単結晶(SC)
  • 冷却方式:コンベクション+インピンジメント+フィルム
  • 搭載機種:B747-400、B767-300、A330、A300-600R、A310、MD-11
  • 備考:高推力・低燃費・信頼性・頑丈性など、21世紀の旅客機にも使用できるエンジンとして開発された-80シリーズはベストセラーエンジンとなり多くの機種で採用された。初期のエンジンではしばらくの間、DS材のブレードが使用されていたが後に単結晶ブレードが採用され、より長寿命でハイパフォーマンスエンジンとなった。コーティング技術もPtを主体とした金属コートから画像のようなセラミックコートへと進化している。

CF6-80C2 タービンブレードの詳細

・CF6-80C2エンジンの燃費や性能を決める心臓部。高圧1段目のタービンブレードは、長さ10.5㎝・重さ250グラムの小さなブレード。

離陸時には、この1枚が500~700馬力を発生させる。

 

・表面の白色コーティングは、ブレードを熱から守るセラミックコーティング(TBC)と呼ばれるものです。

新品時は白色のコーティングだが、高温環境での使用により焼けている。B747-400よりも高出力設定のB767-300やA330では、さらに焼けが激しいものと思われる。

 

・0.5mm程の極小さな冷却孔から空気を噴出し、表面を高熱から保護している。冷却している箇所としてない箇所の焼け具合が全く違う。

・規則正しく並んだ数十個もの冷却孔。この小さな冷却孔が火山灰や大気の塵、砂塵により詰ると、設計値以上の高温となりブレード破断につながる恐れがある。

タービンブレードの材質と組成

・1985年に開発された CF6-80C2は、今なお現役で活躍しているベストセラーエンジン。

しかし、外観は変わらずも内部の部品は少しずつ手が加えられ改良が続いている。

特に、燃費や性能を左右するタービンブレードは、初期と現在とでは材質やデザインが微妙に変更されている。

一例として、初期・中期・後期の材質と組成について紹介します。

 

初期:Rene80H (一方向凝固)

・初期のCF6-80C2エンジンには、CF6-50で長期間使用され信頼性が確立されていたRene80を改良した Rene80H (第1世代 一方向凝固材料)という材質が使用されていた。

 

ニッケル基超合金の化学組成(単位は重量%)

 

中期:Rene142 (一方向凝固)

・Rene80Hの高温クリープ特性を高めるために、合金中のTiを廃止。そのかわりにTa(タンタル)とRe(レニウム)を追加した、第2世代 DS合金 Rene142が高圧タービンブレードに使用された。

※紹介画像のブレードも中期:Rene142使用の高圧1段目タービン。

 

ニッケル基超合金の化学組成(単位は重量%)

 

後期:Rene N5 (単結晶)

・2000年以降は、他のエンジンでも単結晶合金が主流となったことから、後期型では、耐熱性や高温クリープ特性がさらに改善された単結晶(SC材)が使用されるようになった。

これにより高温・高地、砂埃の多い環境でもブレードが長寿命となり、整備コストが低減された。

現在の同型エンジンでは、ほぼ全ての型式がこの材質と思われる。

 

ニッケル基超合金の化学組成(単位は重量%)

GE CF6-80C2 エンジンについて

エンジン概要
型式GE CF6-80C2B1F
最大推力26.3 t
ファン直径2.36m
ファンブレード数38枚
バイパス比5.15
圧縮比29.9
搭載機種Boeing 747-400、767-300ER、A310、MD-11

・1985年に開発されたアメリカGE製のCF6-80C2は、推力25~30トン級の高出力・低燃費のハイパフォーマンスエンジン。高効率で整備性もよく推力設定も柔軟に変えることができることから多くの航空機に採用されている。

 

代表的な機種をあげると、ボーイングB747-400、B767-300、エアバスA310、A330、ダグラス MD-11、軍用機だとC-5M スーパーギャラクシー、C-2など多種多様な機体に搭載されている。

まとめ:巨大なパワーを発生させる小さな部品

・この長さ約15cm、重さ250グラムの手のひらサイズの小さなタービンブレード。小柄ながら最大出力時には1枚当り500~700馬力の力を発生させるといわれており、1段のディスクに約80枚程度取り付けられています。

離陸時には、融点以上の高温ガスに晒されると同時に、高回転に伴う遠心力による引っ張りはブレード1枚当たり15トンを超えるといわれています。

このような過酷な環境の中、最大離陸重量400トンのB747-400 ジャンボジェット機を軽々と持上げ、10000時間以上という長時間の寿命を実現する耐熱超合金を使用したタービンブレード。

高圧タービンブレードには、その時代の最先端技術と人類の英知が詰め込まれています。そんな魅力を持つB747-400の退役記念オブジェの紹介でした。

B767-300も同様のCF6-80C2エンジンなので、今回の記事内容と共通しています。

 

間違いや指摘があれば教えてください。
・この記事で紹介している内容は、当サイトが独自に調べた内容です。市販の専門書やネット上の資料から注意深く確認していますが、間違いや勘違いもある場合があります。その時は『コメント』や『お問い合わせ』から教えていただけるとありがたいです。
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6 COMMENTS

センチュリーⅡ

机の中に転がっていた機種不明のタービンブレードが、この 記事のものと同じでびっくりしました。頂いたときは戦闘機の物だと思っていましたが、まさかCF6とは思いませんでそた。おかげさまで長年の謎が解けスッキリした気分です。僕の物はこちらのものよりダメージが大きいのでたぶん767だと思います。小さい頃から大好きな飛行機なので、767のエンジン部品として大切にしたいと思います。

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maytech

針であけたような緻密な穴ってたいせつなんですね。火山灰がなぜ危険なのかわかったような気がしました。それにしてもスゴい、いったいおいくらするのでしょうか?

6+
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Runway05

B6のCF6エンジン音がが大好きで追い続けている初心者です。まだ学生なので部品などは買えませんが、いつかこのようなブレードを手にいれたいです。

2+
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CF6勉強中

コメント失礼します。
今回、縁あってこちらのサイトと同じ形の中古タービンブレードを入手することができました。
型式不明でしたが、何度もサイトの画像を確認させていただき購入に至りました。
当方の物品はコートなしですが大変気に入っています。
また新しいブレードの紹介記事を楽しみにしています。

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