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CFM Internacional LEAP

El CFM International LEAP ("Leading Edge Aviation Propulsion") es un motor turbofán de alto bypass producido por CFM International , una empresa conjunta al 50% entre la estadounidense GE Aerospace y la francesa Safran Aircraft Engines . Es el sucesor del CFM56 y compite con el Pratt & Whitney PW1000G para propulsar aviones de fuselaje estrecho .

Diseño

La arquitectura básica del LEAP incluye una versión reducida de la turbina de baja presión de Safran utilizada en el motor GEnx . El ventilador tiene aspas flexibles fabricadas mediante un proceso de moldeo por transferencia de resina , que está diseñado para desenrollarse a medida que aumenta la velocidad de rotación del ventilador. Si bien el LEAP está diseñado para funcionar a una presión más alta que el CFM56 (que es en parte la razón por la que es más eficiente), CFM planea establecer la presión de operación por debajo del máximo para maximizar la vida útil y la confiabilidad del motor. [6] Actualmente, se propone para el LEAP un mayor uso de materiales compuestos, un ventilador de blisk en el compresor, una cámara de combustión de remolino de premezcla anular doble (TAPS II) de segunda generación y una relación de derivación de alrededor de 10-11:1.

El compresor de alta presión (HP) funciona con una relación de compresión de hasta 22:1, que es aproximadamente el doble del valor correspondiente al compresor HP del CFM56. [7]

El CFM utiliza compuestos de matriz cerámica (CMC) para construir las cubiertas de la turbina. [8] Se proyecta que estos avances tecnológicos producirán un 16% menos de consumo de combustible. [9] [10] La confiabilidad también se ve respaldada por el uso de un sistema de enfriamiento de aceite basado en eductor similar al del GEnx, que cuenta con enfriadores montados en el revestimiento interior del conducto del ventilador. Según el artículo de Aviation Week, "El dispositivo eductor produce un efecto Venturi , que asegura una presión positiva para mantener el aceite en el cárter interno inferior". [6] El motor tiene algunos de los primeros componentes impresos en 3D aprobados por la FAA . [11]

Según se informa, el LEAP-1C para el Comac C919 de fabricación china carece de muchas de las mejoras de los otros modelos LEAP, por temor a que la tecnología pudiera ser robada y puesta en el motor CJ-1000A que está siendo desarrollado por otro fabricante estatal, la Aero Engine Corporation of China . Los expertos creen que el LEAP-1C es en realidad una versión mejorada del CFM56 de la generación anterior. [12] Comparado con el LEAP-1A de tamaño similar, el -1C es más pesado y produce menos empuje. [13]

Desarrollo

Ventilador de 18 aspas

El LEAP [14] incorpora tecnologías que CFM desarrolló como parte del programa de adquisición de tecnología LEAP56, que CFM lanzó en 2005. [15] El motor se lanzó oficialmente como LEAP-X el 13 de julio de 2008. [9] Está destinado a ser un sucesor del CFM56 .

En 2009, COMAC seleccionó el motor LEAP para el C919 . [16] El avión debía comenzar a probarse en 2016. [17] En total, CFM utilizará 28 motores de prueba para lograr la certificación del motor, y Airbus , Boeing y COMAC utilizarán otros 32 para los programas de certificación y prueba de aeronaves. [1] [18] El primer motor que entró en el programa de pruebas alcanzó y mantuvo 33.000 lbf (150 kN) de empuje, necesario para satisfacer la calificación más alta para el Airbus A321neo . El mismo motor alcanzó finalmente 35.000 lbf (160 kN) de empuje en las pruebas. [6]

El LEAP-1A fue probado en la plataforma de pruebas de vuelo 747-400 de GE . [19]

El 6 de octubre de 2014 , CFM llevó a cabo el primer vuelo de prueba de un LEAP-1C en Victorville, California , con el motor montado en el avión de prueba de vuelo Boeing 747 de la compañía. La versión -1C cuenta con un inversor de empuje equipado con una junta tórica de una pieza que reemplaza una puerta de dos piezas. El inversor de empuje se despliega mediante la junta tórica deslizándose hacia atrás, lo que reduce la resistencia que inducía el diseño anterior y mejora la eficiencia. [20]

En abril de 2015, se informó que el LEAP-1B estaba sufriendo un déficit de hasta un 5% en su prometida reducción en el consumo de combustible. [21]

Obtuvo su aprobación ETOPS de 180 minutos de la Administración Federal de Aviación de los EE. UU. y la Agencia Europea de Seguridad Aérea el 19 de junio de 2017. [22]

Pedidos

El 20 de julio de 2011, American Airlines anunció que planeaba comprar 100 aviones Boeing 737 con el motor LEAP-1B. [23] El proyecto fue aprobado por Boeing el 30 de agosto de 2011, como Boeing 737 MAX . [24] [25] Southwest Airlines es el cliente de lanzamiento del 737 MAX con un pedido en firme de 150 aviones. [26]

El precio de lista de un LEAP-1A es de 14,5 millones de dólares estadounidenses [27] y de 14,5 millones de dólares estadounidenses para un LEAP-1B. [28]

CFM International ofrece acuerdos de soporte por hora de vuelo (también conocidos como acuerdos de "potencia por hora") para el motor. Para un motor LEAP-1A, los costos son de alrededor de US$3.039 por motor por día, en comparación con US$1.852 por motor por día para el CFM56 de la generación anterior. [29]

En 2016, CFM registró 1.801 pedidos y la cartera de pedidos de LEAP ascendió a más de 12.200, por un valor de más de 170.000 millones de dólares estadounidenses al precio de lista. [2]

En julio de 2018, el LEAP tenía una cartera de pedidos de ocho años con 16.300 ventas. En ese momento, se produjeron más LEAP en los cinco años que estuvo a la venta que CFM56 en 25 años. [3] Es el segundo motor a reacción más pedido detrás del CFM56 de 44 años, [30] que logró 35.500 pedidos. [3] Además, en el A320neo, donde el motor compite cara a cara con el Pratt & Whitney PW1000G , el LEAP había capturado una participación de mercado del 59% en julio de 2018. En comparación, el CFM56 tenía una participación del 60% del mercado del A320ceo de la generación anterior . [30] [31]

En 2020, GE Aviation informó que CFM había perdido 1.900 pedidos de motores LEAP por un valor de 13.900 millones de dólares ( 7,3 millones de dólares cada uno), lo que redujo el valor de la cartera de pedidos a 259.000 millones de dólares . Más de 1.000 cancelaciones se debieron a pedidos del Boeing 737 MAX cancelados entre las paradas del Boeing 737 MAX , mientras que el resto se debió al impacto de la pandemia de COVID-19 en la aviación . [32]

Producción

Vista lateral con cortes

En 2016, el motor se introdujo en agosto en el Airbus A320neo con Pegasus Airlines y CFM entregó 77 LEAP. [2] Con la introducción del 737 MAX , CFM entregó 257 LEAP en los primeros tres trimestres de 2017, incluidos 110 en el tercero: 49 a Airbus y 61 a Boeing, y tiene como objetivo 450 en el año. [33] CFM debía producir 1200 motores en 2018, 1900 en 2019 y 2100 en 2020. [34] Esto se compara con los 1700 CFM56 producidos en 2016. [35]

Para hacer frente a la demanda, CFM está duplicando las fuentes de suministro en el 80% de las piezas e incluso subdividiendo los sitios de ensamblaje, ya compartidos entre GE y Safran. [36] GE ensambla su producción en Lafayette, Indiana , EE. UU., además de su instalación anterior en Durham, Carolina del Norte , EE. UU. [36] Como más del 75% del motor proviene de proveedores, los proveedores de piezas críticas pasan "pruebas de estrés de velocidad de ejecución" que duran de dos a 12 semanas. [36] Pratt & Whitney reconoce un cuello de botella en la aceleración de la producción en su turbofán con engranajes PW1100G rival, incluida una escasez crítica de la exclusiva pala de ventilador de aluminio y titanio , que afecta a las entregas del Airbus A320neo y el Bombardier CSeries . [36] Safran ensambla su producción en Villaroche, Francia , Safran y GE ensamblan cada uno la mitad del volumen anual. [37] Mecachrome planea producir entre 120.000 y 130.000 álabes de turbina LEAP en 2018, frente a las 50.000 de 2017. [38]

A mediados de junio de 2018, las entregas seguían con un retraso de cuatro a cinco semanas, en comparación con las seis anteriores, y deberían recuperarse en el cuarto trimestre a medida que mejore la variación de la calidad de las piezas fundidas y forjadas . [3] La producción no tiene un único punto de estrangulamiento en la fabricación , ya que selecciona múltiples proveedores para cada pieza crítica. [3]

De los 460 de 2017, se deberían fabricar 1.100 LEAP en 2018, junto con 1.050 CFM56, ya que se encontró con ventas inesperadas, para superar la producción récord de 1.900 motores en 2017. [3] Se mantendrá en más de 2.000 motores por año, ya que se deberían producir 1.800 LEAP en 2019, mientras que la producción de CFM56 caerá, luego 2.000 en 2020. [3] En 2018, se entregaron 1.118 motores. [4]

Durante el primer semestre de 2019, los ingresos de CFM aumentaron un 23% hasta los 5.900 millones de euros con 1.119 entregas de motores; la disminución de las ventas de CFM56 (258 vendidos), más que compensada por LEAP (861 vendidos). [5] El ingreso operativo recurrente aumentó un 34% hasta los 1.200 millones de euros , pero se redujo en 107 millones de euros ( 118 millones de dólares estadounidenses ) debido a los márgenes negativos y los costes iniciales de la producción de LEAP, antes de una contribución positiva esperada en el segundo semestre. [5] Los ingresos deberían crecer un 15% en 2019, pero el flujo de caja libre depende de la vuelta al servicio del 737 MAX en tierra . [5]

En 2019, la producción de LEAP aumentó a 1.736 motores, y los pedidos y compromisos alcanzaron 1.968 en medio de las paradas del 737 MAX, en comparación con 3.211 en 2018, para una cartera de pedidos estable de 15.614 (en comparación con 15.620). [39] CFM espera producir 1.400 motores LEAP en 2020, incluido un promedio de 10 LEAP-1B semanales para el Boeing 737 Max. [39] Para marzo de 2022, CFM tenía previsto producir 2.000 motores en 2023, frente a las 845 entregas de 2021. [40] En 2023, CFM reservó más de 2.500 pedidos, lo que resultó en una cartera de pedidos de 10.675, entregó 1.570 motores Leap, un 38% más que los 1.136 de 2022, y esperaba entre un 20 y un 25% más de entregas para 2024. [41]

La problemática introducción del Pratt & Whitney PW1100G en el A320neo ha motivado a los clientes a elegir los motores LEAP. La cuota de mercado de LEAP aumentó del 55% al ​​60% en 2016, pero los pedidos de 1.523 aviones (29%) no habían especificado qué motor se elegiría. [42] Desde enero hasta principios de agosto de 2017, se eligieron 39 motores PW1100G frente a 396 motores LEAP CFM. [42] Para 2024, el LEAP fue seleccionado para el 75% de los pedidos del A320neo. [41] Como ejemplo de los problemas de fiabilidad del PW1100G, el 9% de los A320neo con motor LEAP estuvieron fuera de servicio durante al menos una semana en julio de 2017, en comparación con el 46% de los que utilizaron el PW1100G. [42]

Operaciones

El Boeing 737 MAX LEAP-1B inició sus operaciones comerciales en mayo de 2017 con Malindo Air , con ocho horas de operación diaria, mientras que el A320neo LEAP-1A superó las diez horas diarias en julio. Safran descubrió un defecto de calidad de producción en los discos de turbina de baja presión del LEAP-1B durante el ensamblaje de posiblemente 30 motores, y CFM está trabajando para minimizar las interrupciones en las pruebas de vuelo y en las entregas a los clientes. [43]

A principios de octubre de 2017, se observó un cambio de temperatura en los gases de escape durante un vuelo y se vio que un revestimiento de la cubierta de CMC en la turbina HP se estaba descascarando en una inspección con boroscopio , creando un espacio con fugas: se está reemplazando el revestimiento de ocho motores en servicio. [44] Safran asignó 50 millones de euros ( 58 millones de dólares estadounidenses ) para solucionar problemas en los motores en servicio, incluidos potencialmente los LEAP-1B. [33] Se reemplazaron cuarenta LEAP-1A y la pieza debería reemplazarse en más de 500 motores en servicio, mientras que los envíos tienen cuatro semanas de retraso. [45] Las entregas con la reparación permanente del revestimiento de barrera ambiental CMC comenzaron en junio. [46]

El 26 de marzo de 2019, debido a las paradas en tierra del Boeing 737 MAX , el vuelo 8701 de Southwest Airlines ( 737 MAX 8 ) despegó del Aeropuerto Internacional de Orlando para un vuelo en ferry a un almacén sin pasajeros, pero poco después los problemas con uno de los motores provocaron un aterrizaje de emergencia en el mismo aeropuerto. Southwest inspeccionó entonces 12 motores LEAP, y otras dos aerolíneas también inspeccionaron sus motores. [47] CFM recomendó reemplazar las boquillas de combustible con más frecuencia debido a la coquización , una acumulación de carbono. [48]

Aplicaciones

Presupuesto

  1. ^ 77 entregados en 2016, [2] 460 en 2017, [3] 1.118 en 2018, [4] 861 en el primer semestre de 2019. [5]
  2. ^ Brida delantera de la caja del ventilador a la brida trasera del marco trasero de la turbina
  3. ^ Viga de la bisagra de la cubierta del ventilador desde el frente hasta el extremo del tubo de ventilación central

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

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Enlaces externos

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