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A320neo / A321neoエンジン PW1100G-JMシリーズのスペックをディープに解説 ㉙

PW1133G-スペック

エアバス A320neo / A321neo / A319neo(New Engine Option:ネオ)に搭載されているPW1100G-JMエンジンの概要とスペックについて紹介します。

・超高バイパスエンジンとして開発されたPW1000Gシリーズ。従来のA320ceoに搭載されていたエンジンの改良型として、燃費を15~20%削減・環境性能・騒音・運用コストの大幅削減を目標に2010年から開発をスタート。

GTFの研究は1993年から進められており、推力 50,000 lbfまで試験的に運転されている。PW1000Gシリーズは、ビジネスジェット用のPW308・PW800のコアを改良し、ギアを介して大型ファンを駆動する推力 30,000 lbfクラスのエンジンとして誕生。

従来の同クラスと比較して、-20%(CFM56-7)、-15%(V2500)の燃費削減という画期的な進化を遂げた。

 

PW1100G-JMの概要

PW1100G-JM シリーズ モデル

・PW1133G-JM(33,110 lbf)
※2014年12月 FAA認証

・PW1133GA-JM(33,110 lbf)
・PW1130G-JM(30,000 lbf)
・PW1127G-JM(27,075 lbf)
・PW1127GA-JM(27,075 lbf)
・PW1127G1-JM(27,075 lbf)
・PW1124G-JM(24,240 lbf)
・PW1124G1-JM(24,240 lbf)
・PW1122G-JM(22,000 lbf)
※2015年10月 FAA認証

・PW1129G-JM(29,000 lbf)
※2018年5月 FAA認証

 

【PW1100G-JM 搭載モデル】

Lufthansa Airbus A320neo (D-AINC) at Frankfurt Airporttjdarmstadt, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

  • A319-171n:PW1124G-JM
  • A319-172n:PW1122G-JM
  • A319-173n:PW1127G1-JM(高温高地型)
  • A320-271n:PW1127G-JM
  • A320-271n:PW1127GA-JM(Alternative climb thrust)
  • A320-271n:PW1129G-JM(高温高地型)
  • A320-272n:PW1124G-JM(推力減格型)
  • A321-271n:PW1133G-JM
  • A321-271n:PW1133GA-JM(Alternative climb thrust)
  • A321-272n:PW1130G-JM(推力減格型)

ファン(FAN)

ファンブレード:A320neo PW1100G-JM

・ファン直径 81.0 in(2.06 m)、ブレード枚数 18枚

従来の大型ターボファン・エンジンにはチタン合金やカーボン素材(CFRP)が使われていたが、PW1000Gシリーズでは、軽量化のために高強度アルミ合金(アルコア製 7000系列またはAl-Li合金)が初めて採用された。

ブレードの前縁には異物突入に対しての保護材としてチタン合金のカバーが貼り付けられていることから、一部では「ハイブリット金属構造ファン」「アルミ・ファンブレード」と呼ばれている。

また、空力性能を従来のワイドコード・ファンよりも高めるために、異なる4つのカーブを組み合わせた複雑なフォワード・スウェプト形状となっている。

・ファンケースも軽量化のためカーボンファイバー製となっている。

ギア(Gear)

・スター型 遊星歯車装置(減速比 3.0625) 川崎重工製

GTF(ギヤード・ファン)は、低圧タービンの回転力をギアを介してファンに伝達している。そのため、低圧圧縮機および低圧タービンは効率の良い高回転で動作し、大型のファンは低回転で運転させることが可能。

約30,000馬力(22,000 kw)を伝達するギアボックスは、オイル交換以外のメンテナンスはフリーで25,000サイクルの飛行ができるとされている。

低圧圧縮機(LPC)

・軸流式圧縮機(3段)

3次元空力設計による高速翼型

高回転で運転が可能となった低圧圧縮機は、従来型のエンジンを例にとると JT8DのN1(低圧段)に近い回転数で動作している。理想的な状態で運転できるLPCは、効率よく圧縮できることから必要な段数が少なく直径も小さくなった。(ファンの回転数はギアで約1/3に減速される)

また、ほとんどのFOD(異物)を排出できるFODフリー設計の採用により、LPC内に流入した異物を遠心力によって分離させ流路から排出させる機構がある。

高圧圧縮機(HPC)

・軸流式圧縮機(8段)

3次元設計や空力解析による効率的な翼型、20,000 rpmを超えるコアの高回転化によってわずか8段で圧力比40を超える高い圧縮が可能となった。

従来型のV2500エンジンと比較すると、段数は10段から8段、回転数は5,000 rpm以上も高くなっている。

最大出力時の全体圧力比は40~50

燃焼室

・アニュラ型(TALON-X 希薄燃焼器)

NOxなどの有害な排出ガスを大幅に削減し、どのフェーズでも効率的で安定な燃焼が可能な燃焼室形状・燃料ノズルが開発された。

TALON-Xは、PW4000系列で使用されているTALON燃焼室の改良型。

燃焼室内壁は交換可能なフロートウォール構造。新しい内部コーティングが採用されている。

高圧タービン(HPT)

・高圧タービンは2段構成

3次元空力設計による効率的な翼型、HPT動翼の材質は第五世代戦闘用エンジンと同等に近いものが採用された。

最新の素材、進化した遮熱コーティング、改良された翼内クーリングによって、従来型よりも高いガス温度での動作が可能となり同時にブレード寿命も向上した。

低圧タービン(LPT)

・3段構成、タービンケース・アクティブ・クリアランスコントロール

競合するLEAP-1A(低圧タービン 7段)に対して、わずか3段で大型のファンを駆動できるPW1000Gシリーズは、大幅な軽量化とメンテナンスコストを同時に削減した。

燃料制御

・FADEC

アクセサリー

・ギアボックスは高圧軸と接続。エンジン本体用の各種ポンプ、スターター、機体側(発電機、油圧ポンプ)が装着されている。

競合エンジン

LEAP-1A

 

PW1100G-JM seriesスペック

Pratt & Whitney
型式 PW1100G-JM series
搭載機種 Airbus A320neo series
形式 ギヤード・ターボファンエンジン(GTF)
構成 1-G-3-8-2-3
(Fan-Gear-LPC-HPC-HPT-LPT)
離陸推力
最大推力 [PW1124G-JM]
24,240 lbf(11,004 kgf)
[PW1127G-JM]
27,075 lbf(12,292 kgf)
[PW1133G-JM]
33,110 lbf(15,031 kgf)
バイパス比 12
ファン圧力比(FPR)
全体圧力比(OPR) 42~50
ファン空気流入量 lb/s
( kg/s)
コア空気流入量
TSFC 燃料消費率
(lb/hr/lbf)
巡航推力
巡航推力 ー lbf
TSFC 燃料消費率
(lb/hr/lbf)

回転数
ファン(NFAN) [MAX] 3,280 rpm
[FLT IDLE]
1,801 rpm
[GND IDLE]
1,750 rpm
Gear ratio 1 : 3.0625
低圧軸(N1) [MAX] 10,047 rpm
[FLT IDLE]
5,515 rpm
[GND IDLE]
5,359 rpm
高圧軸(N2) [MAX] 22,300 rpm
[FLT IDLE]
12,400 rpm
[GND IDLE]
12,400 rpm
EGT [ITT:Indicated turbine temp] 1,083 ℃
ファン
ファン直径 2.06 m(81.0 in)
ファン枚数 18 枚
形状 フォワード・スウェプト型
ワイドコード ファンブレード
材質 アルコア製 高強度アルミ合金
(7000系列またはAl-Li合金)
構造 前縁チタン合金貼付け
圧縮機
ファン 1段
低圧軸 3段
高圧軸 8段
燃焼室
燃焼器タイプ アニュラ型(TALON-X 希薄燃焼器)
セグメント・ウォールタイプ
燃料制御 FADEC
タービン
高圧段 2段
低圧段 3段
材質(Material)
ファン 高強度アルミ合金
(前縁チタン合金カバー)
低圧圧縮機(LPC)
高圧圧縮機(HPC)
燃焼室 Nickel alloy
高圧タービン(HPT) Nickel alloy
低圧タービン(LPT) Nickel alloy
サイズ
型式 PW1100G-JM series
全長 3.37 m
ファン直径 2.06 m(81.0 in)
重量 6,300 lb
 推力重量比  [PW1133G-JM]
5.23
運用開始 2014年

※一部のデータはFAAから

※TSFCや材質は一般的に公開されている情報です。公開できない事項や調査中のものは[ー]で表記しています。


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