CFM56-5

CFM56-5 — это семейство турбовентиляторных авиационных двигателей, разработанных и производимых компанией CFM International (совместное предприятие американской General Electric и французской Safran Aircraft Engines). Двигатели серии CFM56-5 предназначены для среднемагистральных и дальнемагистральных узкофюзеляжных и широкофюзеляжных самолётов, в первую очередь для семейства Airbus A320 и для Airbus A340. Данная серия является одной из наиболее массовых и коммерчески успешных в истории авиации, наряду с родственной серией CFM56-3 (для Boeing 737 Classic) и CFM56-7 (для Boeing 737 NG).

История создания

Разработка двигателя CFM56 началась в начале 1970-х годов как совместный проект американской General Electric и французской SNECMA (ныне Safran Aircraft Engines). Первоначально двигатель предназначался для ремоторизации старых пассажирских самолётов (DC-8, Boeing 707) с целью снижения шума и расхода топлива. Первый двигатель серии CFM56-2 поступил в эксплуатацию в 1982 году.

В середине 1980-х годов, в связи с началом разработки нового поколения узкофюзеляжных самолётов Airbus A320, потребовался двигатель с улучшенными характеристиками: большей тягой, лучшей топливной эффективностью и сниженным уровнем шума. На основе CFM56-2 была создана версия CFM56-5. Первый запуск двигателя CFM56-5A состоялся в 1986 году, а сертификация — в 1988 году. Первый полёт самолёта Airbus A320 с двигателями CFM56-5A состоялся в 1987 году, а коммерческая эксплуатация началась в 1988 году.

В дальнейшем, для более тяжёлых модификаций A320 (A321) и для четырёхдвигательного широкофюзеляжного A340, были разработаны версии CFM56-5B и CFM56-5C. Серия CFM56-5 стала основным двигателем для семейства A320 вплоть до появления двигателей LEAP-1A в 2016 году.

Конструкция и технические характеристики

Двигатели серии CFM56-5 являются двухконтурными турбовентиляторными двигателями с высокой степенью двухконтурности (около 5:1 — 6:1). Основные конструктивные особенности:

• Вентилятор: одноступенчатый, с широкими лопатками из титанового сплава, обеспечивающий высокий расход воздуха.
• Компрессор: состоит из вентилятора (1 ступень) и осевого компрессора высокого давления (9 ступеней для CFM56-5A, 10 ступеней для CFM56-5B/5C).
• Камера сгорания: кольцевая, с низким уровнем выбросов (технология DAC — Double Annular Combustor на некоторых версиях).
• Турбина: одноступенчатая турбина высокого давления (с воздушным охлаждением) и четырёхступенчатая турбина низкого давления.
• Реверс тяги: устанавливается решётчатый реверсивный механизм (cascade type) для сокращения пробега при посадке.

Основные модификации и их характеристики

Все двигатели серии CFM56-5 имеют модульную конструкцию, что упрощает техническое обслуживание и ремонт. Основные модули: вентилятор, компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камера сгорания, турбина высокого давления, турбина низкого давления, коробка приводов.

Применение

Двигатели CFM56-5 устанавливались на следующие типы самолётов:

• Airbus A320 (модификации -5A и -5B) — основной двигатель для A320ceo (Current Engine Option) наряду с V2500 от International Aero Engines.
• Airbus A321 (модификации -5B) — обеспечивали необходимую тягу для более тяжёлой и длинной версии A320.
• Airbus A340 (модификации -5C) — устанавливались на A340-200 и A340-300 (четыре двигателя на самолёт). Для A340-500/600 использовались уже двигатели Rolls-Royce Trent 500.

Двигатели серии CFM56-5 также применялись на некоторых военных и специальных модификациях, например, на самолёте-заправщике Airbus A310 MRTT (с двигателями CFM56-5C) и на самолёте ДРЛО Boeing E-3 Sentry (модификация CFM56-2, но конструктивно близкая).

Эксплуатационные показатели и надёжность

Серия CFM56-5 считается одной из самых надёжных в истории авиации. Средняя наработка на отказ (MTBF) для двигателей этой серии превышает 10 000 лётных часов. Двигатели известны низким уровнем шума (соответствуют стандартам ICAO Chapter 3 и Chapter 4) и относительно низким расходом топлива для своего поколения.

Основные показатели:

• Расход топлива: около 0,56–0,58 кг/кгс·ч (на крейсерском режиме).
• Ресурс: до 20 000 циклов до первого капитального ремонта (зависит от условий эксплуатации).
• Эмиссия NOx: соответствует стандартам ICAO CAEP/2 и CAEP/4 (для более поздних версий).

К концу 2010-х годов двигатели CFM56-5 наработали более 500 миллионов лётных часов на всех самолётах мира.

Модификации и дальнейшее развитие

Внутри серии CFM56-5 выделяются три основные подсерии:

1. CFM56-5A — первая версия для A320 (тяга 98–118 кН). Отличалась меньшим диаметром вентилятора (1730 мм) и более лёгкой конструкцией.
2. CFM56-5B — модернизированная версия для A320 и A321 (тяга 104–138 кН). Имеет усиленный компрессор, улучшенную камеру сгорания и более высокую степень двухконтурности. Стала основным двигателем для A320ceo.
3. CFM56-5C — версия для A340 (тяга 139–151 кН). Отличается увеличенным диаметром вентилятора (1830 мм), более мощным компрессором и турбиной, а также системой FADEC (Full Authority Digital Engine Control) последнего поколения.

В 2010-х годах на смену CFM56-5 пришло новое семейство двигателей CFM International LEAP (LEAP-1A для A320neo). Однако CFM56-5 остаются в эксплуатации на тысячах самолётов A320ceo и A340, и их обслуживание продолжается.

Критика и проблемы

Несмотря на высокую надёжность, у серии CFM56-5 были отмечены некоторые проблемы:

• Износ лопаток турбины высокого давления — на ранних версиях (CFM56-5A) наблюдался ускоренный износ из-за высоких температур. Проблема была решена заменой материалов и введением более эффективного охлаждения.
• Проблемы с масляной системой — на некоторых двигателях CFM56-5B были зафиксированы утечки масла через уплотнения. CFM International выпустила сервисные бюллетени для замены уплотнений.
• Шум на взлёте — хотя двигатели соответствуют нормам, некоторые авиакомпании жаловались на повышенный шум при взлёте с коротких ВПП. Это было связано с конструкцией решётки реверса.
• Экологические требования — с введением более жёстких норм по выбросам CO2 и NOx (стандарты ICAO CAEP/8 и выше), двигатели CFM56-5 перестали соответствовать требованиям для новых самолётов, что ускорило переход на LEAP.

Интересные факты

• Двигатели CFM56-5 стали первыми в мире, получившими сертификат ETOPS (Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards) для двухдвигательных самолётов (A320) на маршрутах над океаном.
• На базе CFM56-5C был разработан двигатель для военно-транспортного самолёта Airbus A400M (TP400-D6), но он имеет турбовинтовую конструкцию.
• Двигатели CFM56-5 устанавливались на самолёт Airbus A340-300, который использовался в качестве правительственного борта в ряде стран (например, в Германии и Франции).
• Суммарный налёт двигателей CFM56 всех серий превысил 1 миллиард часов к 2020 году, что является рекордом для авиационных двигателей.

Источники

• CFM International. "CFM56-5B Engine" — официальное описание.
• Jane's Aero-Engines. "CFM56-5" — технические характеристики и история.
• Flight International. "CFM56-5: The engine that changed Airbus" — статья 1998 года.
• Airbus S.A.S. "A320 Family: Technical Data" — руководство по эксплуатации.
• ICAO. "Aircraft Engine Emissions Databank" — данные по эмиссии.
• Safran Aircraft Engines. "CFM56-5C: The power behind A340" — технический бюллетень.