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PW4000-112(PW4084・PW4090)シリーズ スペックと概要|Boeing 777-200/-300

PW4090_PW4084_777エンジン

BOEING 777用に開発されたPW4000-112エンジン。その概要とスペックについて紹介します。

・P&W JT9D(JT9D-7R4)の後継機・換装用として開発がスタートしたPW4000エンジンは、ファン径によって3タイプ(-94、-100、-112)がラインナップされている。

-94シリーズは(747-400/767、A300、MD-11他)、-100シリーズはA330用で、エンジンコアはほぼ共通となっている。

-112シリーズはB777用で、推力74,000~90,000 lbf級を達成するためにファンだけでなく、エンジン内部コアの燃焼室やタービン部を中心に改良が加えられている。

-112シリーズの中でもPW4098は、100,000 lbf級を狙うためにPW4090に改良が加えられている。その潜在能力は高く、試験エンジン PW40102では102,000 lbfの推力を発生させた。(さらに、115,000 lbfまで増強したPW40115も計画されていた)

これはB777-300ERのエンジン選定を狙ったものだったが、結局はGE90-115B(推力 115,000 lbf)の単独採用となった。

 

PW4000-112の概要

B777-300(PW4090搭載機)

PW4000-112シリーズ モデル

・PW4084(B777-200 84,600 lbf)
※1995年4月 FAA認証

・PW4090(B777-200ER/-300 90,000 lbf)
※1996年8月 FAA認証

・PW4098(B777-300 98,000 lbf)
※1998年3月 FAA認証

PW4098は大韓航空の777-300に搭載されている。ファン径を0.9インチ大きく、低圧圧縮機を1段追加した4090の改良バージョン。

上記ベースモデルの推力減格タイプ・性能改善タイプを含めると、-112シリーズには10タイプがラインナップされている。

・PW4074(4084 推力減格モデル 74,000 lbf)
・PW4074D(4090の推力減格・性能改善モデル)
・PW4077(4084 推力減格モデル 77,000 lbf)
・PW4077D(4090の推力減格・性能改善モデル)
・PW4084(ベースモデル)
・PW4084D(性能改善モデル)
・PW4090(ベースモデル)
・PW4090D(性能改善モデル)
・PW4090-3
・PW4098(4090を改良した推力増強モデル)


ファン(FAN)

PW4077 FanIan Abbott, CC BY-SA 2.0, ウィキメディア・コモンズ

[PW4084・4090] ファン直径112 in(2.84 m)
[PW4098] ファン直径112.9 in(2.86m)

ブレード枚数 22枚

チタン合金製(Ti-6Al-4V)中空ワイドコード・ファンブレード

-112シリーズは4084と4090が共通ファン、4098は再設計したファンが装着されている。

最大出力時のブレード先端(チップ)速度は454m/s(-94シリーズは497m/s)

 

-112シリーズ 中空ファンブレードの断面

UAL1175 PW4077 fan blade 11 fractureNational Transportation Safety Board, Public domain, ウィキメディア・コモンズ

低圧圧縮機(LPC)

・軸流式圧縮機(6段)【PW4084/4090】
・軸流式圧縮機(7段)【PW4098】

コントロールド・ディフュージョン翼

高圧圧縮機(HPC)

・軸流式圧縮機(11段)、1~4段は可変静翼

”NASTAR 3D aerodynamics” プログラムを適用し再設計したものに変更されている。

コントロールド・ディフュージョン翼

最大出力時の全体圧力比は34.2~42.8

 

コントロールド・ディフュージョン翼

圧縮機の高負荷化と低損失を同時に実現するために、翼面の速度分布を最適化した翼型。効率低下を起こさずに、回転速度を25%増速(比較:JT9D)することが可能。また、一般的な動翼と比べて前縁が厚いため異物突入にも強い。

 

PW4000-94 HPC Blade Stg1

燃焼室

・アニュラ型燃焼器(低NOx型 TALON燃焼室)

燃焼室内はセグメント化された交換可能な第二世代 フロート・ウォールが採用されている。

高圧タービン(HPT)

・高圧タービンは2段構成 単結晶合金材 PWA1484

初期のHPT1・2動翼やNGV・燃料ノズル・カーボンシールなど、ホットセクションに関わる部品は設計寿命が想定よりも短かったため再設計された。

アップグレードされた部品は、寿命が15,000サイクルから23,000サイクルへ改善。また、2006年にはHPT1・2のブレードが再設計されより強化されている。

低圧タービン(LPT)

・7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

燃料制御

・FADEC

アクセサリー

・ギアボックスには、エンジン用の各種ポンプ、スターター、機体側(発電機、油圧ポンプ)が装着されている。

ギアボックスはシャフトを介して高圧軸と接続

機体用発電機(IDG:120 kVA)

競合エンジン

GE90-76~94シリーズ

Trent 800

PW4000-112 seriesスペック

Pratt & Whitney
型式PW4000-112 series
搭載機種Boeing 777-200/-200ER/-300
離陸推力
最大推力[PW4084]
84,000 lbf(38,136 kgf)
[PW4090]
90,000 lbf(40,860 kgf)
[PW4098]
98,000 lbf(44,492 kgf)
[PW4077D]
77,000 lbf(34,958 kgf)
バイパス比[4084] 6.4
[4090] 6.3
[4098] 5.8
ファン圧力比(FPR)[4084] 1.70
[4090] 1.74
[4098] 1.80
全体圧力比(OPR)34.2~42.8
ファン空気流入量
コア空気流入量
TSFC 燃料消費率
(lb/hr/lbf)
0.329(T-O時)
巡航推力
巡航推力ー lbf
TSFC 燃料消費率
(lb/hr/lbf)

回転数(最大)
低圧軸(LP)[4084] 2,990 rpm
[4090]
3,045 rpm
高圧軸(HP)10,850 rpm
EGT
ファン
ファン直径[4084/4090] 2.845 m(112.0 in)
[4098] 2.867 m(112.9 in)
ファン枚数22枚
形状中空ワイドコード
ファンブレード
材質チタン合金
圧縮機
ファン1段
低圧軸[4084/4090] 6段
[4098] 7段
高圧軸11段
燃焼室
燃焼器タイプアニュラ型 (低NOx TALON燃焼室)
交換可能 セグメント・ウォールタイプ
燃料ノズル
燃料制御FADEC
タービン
高圧段2段
低圧段6段
材質(Material)
ファンTi-6Al-4V
低圧圧縮機(LPC)Ti-6Al-4V
高圧圧縮機(HPC)
燃焼室
高圧タービン(HPT)Stg1:PWA1484
Stg2:PWA1484
低圧タービン(LPT)
サイズ
型式PW4000-112 series
全長[4084/4090] 4.86 m
[4098] 4.94 m
ファン直径[4084/4090] 2.845 m(112.0 in)
[4098] 2.867 m(112.9 in)
重量[4084] 14,920 lb
[4098] 15,740 lb
[4098] 16,500 lb
 推力重量比 [PW4090]
5.71
運用開始1995年

※一部のデータはEASA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。


旅客機エンジンのスペック一覧

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