下次您乘坐飞机旅行时 ,请思考一下将飞机送入天空的巨大发动机。从技术上讲,它们被称为涡轮风扇发动机,它们吸入大量的空气并将其从后部喷出,产生巨大的推力。事实上,通用电气制造的一款发动机甚至创下了世界纪录:2017 年,GE9X 型号产生了 134,300 磅的推力。想象一下大约 10 头非洲象;它们的集体重量相当于一台发动机产生的力。
这项创纪录的时刻发生在美国俄亥俄州南部一个占地 7,000 英亩的林地——Peebles,这里是启动发动机而不会打扰邻居的理想场所。GE 在这里进行多种类型的测试。在将发动机交付给飞机制造商之前,该公司会对每一台涡轮风扇发动机进行严格测试,将其启动并模拟发动机在典型飞行中可能遇到的情况。对于仍在开发中的发动机,他们会模拟其他更极端的情况,例如发动机如何处理吸入冰雹——甚至是一只鸟。
所有测试的目的是确保当一架载有数百人的客机在跑道上加速并平稳升空时,每侧机翼下的涡轮风扇发动机都能正常工作。不仅在那一刻,而且在长途飞行的每一个时刻。让我们来看看这项高风险操作的幕后故事。

↑ 由六边形、网状结构组成的灰色球体有一个平滑的用途:它可以使流入旁边安装的 GE9X 发动机的气流更加顺畅,从而避免公司收集的数据受到空气湍流的干扰。有一天,这类发动机将为波音 777X 飞机提供动力。

↑ 像这款 GE90 发动机这样的发动机,每秒能够吞下 8,000 磅的空气。虽然大部分空气会绕过发动机的核心并直接从后部排出,但其中一部分会进入中心,在那里被压缩并与燃料混合,为涡轮风扇发动机的超高温内部组件提供动力。

↑ 这个巨大的结构——仅进气口就约 75 英尺高——装有 19 个电动风扇,可以产生 50 英里/小时或更高的风速。借助这种气流,GE 可以检测发动机如何应对侧风,例如,客机在起飞或降落时可能会遇到这种情况。

↑ 湍流控制罩的内部展示了正在测试的 GE9X 发动机的“嘴部”。风扇位于梯子顶部附近,直径略大于 11 英尺,拥有 16 个叶片,可推动空气。

↑ 这个长达 75 英尺的巨大装置看起来可能适合出现在《星球大战》宇宙中,但它实际上是从侧面看到的风洞。由于整个装置都在轨道上,公司可以调整气流吹向被测发动机的精确角度。

↑ GE9X 发动机精密的内部结构位于发动机的中心。涡轮风扇发动机的工作原理是吸入空气,对其进行压缩,点燃燃料,然后利用这些能量来转动涡轮机。其结果是一台能够产生超过 100,000 磅推力的机器。

↑ GEnx 发动机复杂而多彩的内部结构像金属意大利面一样缠绕在一起。这些绿松石色的外壳在发动机投入使用前会被移除。涡轮风扇发动机内部有两个涡轮机:一个低压涡轮机和一个高压涡轮机。前者为机器的压缩阶段提供动力,而后者则驱动前部的风扇叶片。

↑ GE90 发动机的“嘴部”有二十二片优雅、弯曲的风扇叶片。它们由碳纤维复合材料和钛合金边缘制成,吸入空气并将其从后部排出,产生发动机绝大部分的惊人推力。

↑ 如果发动机吸入了不该吸入的东西——比如一只鸟——它就需要能够处理这种情况而不会发生灾难性的故障。这些彩色的罐子装有压缩空气,当与匹配的容器连接时,这些管道会将冰雹或鸟类(经过安乐死、冷冻然后解冻后用于测试)发射到一台静止的测试发动机中。

↑ 这个带照明的测试舱是 GE 允许其最大发动机“伸展腿脚”的场所之一。混凝土墙壁厚度惊人地达到 20 英尺。涡轮风扇发动机可以在测试中花费长达六个小时的时间,在此期间,工程师们会模拟飞行情况对其进行测试,以确保它能够安全地载着满载乘客的飞机飞上蓝天。
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