CFM International CFM56

CFM International CFM56 — это семейство двухконтурных турбовентиляторных авиационных двигателей, разработанных и производимых международным консорциумом CFM International, созданным на паритетной основе американской компанией General Electric (GE) и французской Safran Aircraft Engines (ранее Snecma). Двигатели CFM56 являются одними из самых массовых и распространённых в истории мировой авиации, устанавливаясь на самолёты Boeing 737 (всех модификаций Classic, Next Generation и частично 737 MAX), а также на семейство Airbus A320ceo (Current Engine Option). По состоянию на начало 2020-х годов, парк двигателей CFM56 превысил 30 000 единиц, а суммарный налёт превысил 1 миллиард лётных часов.

История создания

Предпосылки и формирование консорциума

В начале 1970-х годов на рынке авиационных двигателей для узкофюзеляжных самолётов доминировали американские двигатели Pratt & Whitney JT8D и британские Rolls-Royce Spey. Однако рост цен на топливо после нефтяного кризиса 1973 года потребовал создания более экономичных и тихих силовых установок. В 1971 году компания General Electric начала разработку двигателя с высокой степенью двухконтурности, который мог бы заменить устаревшие JT8D. Параллельно французская Snecma искала партнёра для создания нового двигателя для перспективных европейских самолётов.

В 1974 году GE и Snecma подписали соглашение о создании совместного предприятия CFM International (CFM — от названий компаний: CF — «Commercial Fan» от GE, M — «Moteurs» от Snecma). Целью было создание двигателя тягой 10–15 тонн, который бы сочетал американскую технологию газогенератора (горячей части) и французский опыт в производстве холодной части (вентилятора и корпуса). Первый прототип, получивший обозначение CFM56, был запущен в 1974 году.

Первые испытания и проблемы

Первый полёт опытного образца CFM56 состоялся в 1977 году на летающей лаборатории — самолёте McDonnell Douglas YC-15. Однако коммерческий успех пришёл не сразу. Первоначально двигатель предлагался для модернизации Boeing 707 и Douglas DC-8, но авиакомпании не проявили интереса из-за высокой стоимости переоборудования. Прорыв произошёл в 1979 году, когда Boeing выбрал CFM56 для новой модификации своего бестселлера — Boeing 737-300, которая должна была заменить 737-200 с двигателями JT8D. Для этого потребовалась серьёзная доработка: из-за низкого клиренса (высоты между крылом и землёй) двигатель пришлось размещать не под крылом, а на пилонах перед крылом, а также установить плоский нижний обтекатель (так называемый «hamster pod» — «хомячий отсек»). Первый полёт Boeing 737-300 с двигателями CFM56-3 состоялся в 1984 году, а ввод в эксплуатацию — в 1985 году.

Дальнейшее развитие

Следующим важным этапом стало сотрудничество с Airbus. В 1984 году европейский консорциум выбрал CFM56 для своего нового самолёта A320, который должен был стать прямым конкурентом Boeing 737. Для A320 была разработана модификация CFM56-5A, отличавшаяся более высокой тягой и улучшенной топливной эффективностью. Первый полёт A320 с этими двигателями состоялся в 1987 году. В 1990-х годах появились более мощные версии: CFM56-5B (для A321) и CFM56-7B (для Boeing 737 Next Generation — 737-600/700/800/900). В 2000-х годах двигатель продолжал модернизироваться, в частности, для соответствия ужесточающимся нормам по шуму и выбросам.

Конструкция и технические характеристики

Общая архитектура

Двигатель CFM56 выполнен по двухвальной схеме с высокой степенью двухконтурности (от 5:1 до 6:1 в зависимости от модификации). Он состоит из следующих основных модулей:

• Вентилятор (Fan) — одноступенчатый, с широкохордными лопатками (в более поздних версиях — с «лезвиями-саблями» для снижения шума). Диаметр вентилятора варьируется от 1,52 м (CFM56-3) до 1,73 м (CFM56-7B).
• Компрессор низкого давления (LPC) — 3–4 ступени, приводится во вращение турбиной низкого давления.
• Компрессор высокого давления (HPC) — 9 ступеней, приводится во вращение турбиной высокого давления.
• Камера сгорания — кольцевая, с низким уровнем выбросов (в более поздних версиях — с технологией TAPS — Twin Annular Pre-Swirl).
• Турбина высокого давления (HPT) — 1 ступень, с охлаждаемыми лопатками из жаропрочных сплавов.
• Турбина низкого давления (LPT) — 4–5 ступеней.
• Реверсивное устройство (Thrust Reverser) — для торможения после посадки.

Основные модификации

Технические особенности

• Высокая надёжность: уровень отказов в полёте (IFSD — In-Flight Shutdown) составляет менее 0,002 на 1000 часов налёта.
• Низкий уровень шума: двигатели CFM56-7B соответствуют нормам Главы 4 ИКАО (Stage 4).
• Топливная эффективность: по сравнению с предшественниками (JT8D) расход топлива снижен на 30–40%.
• Модульная конструкция: двигатель состоит из 5–6 модулей, что упрощает ремонт и замену.

Применение

Гражданская авиация

Основными самолётами, оснащёнными двигателями CFM56, являются:

• Boeing 737 Classic (300/400/500) — CFM56-3.
• Boeing 737 Next Generation (600/700/800/900) — CFM56-7B.
• Boeing 737 MAX — частично использовались CFM56-7B для сертификации, но основной двигатель — LEAP-1B.
• Airbus A320ceo — CFM56-5A и CFM56-5B.
• Airbus A340-200/300 — CFM56-5C (для дальнемагистральных рейсов).

По состоянию на 2023 год, более 50% всех коммерческих рейсов в мире выполняются на самолётах, оснащённых двигателями CFM56.

Военная авиация

Двигатели CFM56-2 и их военные версии (F108) используются на:

• Boeing KC-135R Stratotanker — самолёт-заправщик ВВС США.
• Boeing E-3 Sentry (AWACS) — самолёт дальнего радиолокационного обнаружения.
• Boeing E-6 Mercury — самолёт связи с атомными подводными лодками.
• Boeing P-8 Poseidon — морской патрульный самолёт (на базе Boeing 737-800ERX).

Российская эксплуатация

В России и странах СНГ двигатели CFM56 используются на самолётах Boeing 737 (всех модификаций) и Airbus A320, эксплуатируемых российскими авиакомпаниями (например, «Аэрофлот», S7 Airlines, «Уральские авиалинии»). После введения санкций в 2022 году, техническое обслуживание двигателей CFM56 в России столкнулось с ограничениями, однако авиакомпании продолжают эксплуатировать имеющийся парк за счёт ремонта и поставок через третьи страны.

Производство и обслуживание

Производство двигателей CFM56 осуществляется на заводах GE в США (Эвендейл, Огайо) и Safran во Франции (Корбей-Эссонн, Вильяррош). Сборка финальных двигателей производится в США и Франции. По состоянию на 2023 год, консорциум CFM International поставил более 35 000 двигателей семейства CFM56.

Обслуживание двигателей выполняется в сервисных центрах по всему миру, включая центры GE (например, в Цинциннати, США) и Safran (в Париже, Франция). Также существуют независимые ремонтные организации (MRO). Стоимость капитального ремонта одного двигателя составляет от 1 до 3 миллионов долларов США в зависимости от модификации и состояния.

Наследие и преемственность

Семейство CFM56 стало основой для создания более современных двигателей LEAP (Leading Edge Aviation Propulsion), которые были запущены в серийное производство в 2016 году. Двигатели LEAP, устанавливаемые на Boeing 737 MAX и Airbus A320neo, имеют на 15–20% более низкий расход топлива по сравнению с CFM56, а также сниженный уровень шума и выбросов. Однако CFM56 остаётся в эксплуатации на тысячах самолётов, и его выпуск продолжался до 2020 года, когда последний двигатель CFM56-7B был поставлен для Boeing 737 Next Generation.

Критика и инциденты

Несмотря на высокую надёжность, двигатели CFM56 имели несколько серьёзных инцидентов:

• В 2018 году на рейсе Southwest Airlines 1380 (Boeing 737-700) произошёл отказ лопатки вентилятора двигателя CFM56-7B, что привело к разрушению корпуса и разгерметизации салона. Погиб один пассажир. После этого были введены усиленные проверки лопаток вентилятора.
• В 2016–2017 годах сообщалось о проблемах с коррозией в двигателях CFM56-5B, эксплуатируемых в условиях высокой влажности (например, в Юго-Восточной Азии).
• В 2020 году из-за пандемии COVID-19 и снижения налёта у некоторых двигателей были выявлены проблемы с заклиниванием подшипников из-за длительного простоя.

Источники

• CFM International. «CFM56 Product Brochure». 2019.
• Gunston, Bill. «World Encyclopedia of Aero Engines». Sutton Publishing, 2006.
• Jane’s Aero Engines. Jane’s Information Group, 2020.
• Boeing. «737 Airplane Characteristics for Airport Planning». 2013.
• Airbus. «A320 Aircraft Characteristics». 2018.
• «Отчёт о расследовании инцидента с рейсом Southwest 1380». Национальный совет по безопасности на транспорте США (NTSB), 2019.
• Данные Федерального агентства воздушного транспорта РФ (Росавиация) по эксплуатации двигателей CFM56 в России.