GEのマリンソリューションズは、モジュール近代化プログラム（MMP）の一環として、新型複合材LM2500海洋エンクロージャの各種火災試験に成功したと発表しました。火災試験およびその他のコンポーネント試験により、複合材の使用による大幅な軽量化と性能向上が実証されました。さらに、パッケージ設計も進化し、最新のパッケージセンサーとコンポーネントが組み込まれました。
MMP の参加者には GE、ジェネラル・ダイナミクス・バス・アイアン・ワークス、米国海軍が含まれ、このプログラムは 2014 年に開始されました。
「船舶は、現在および将来の能力ニーズを満たし、ライフサイクルコストを削減するために、常に重量削減の課題に直面しています」と、GEの副社長兼ゼネラルマネージャーであるブライアン・ボルシンガー氏は述べています。「だからこそ、MMPはお客様のニーズを念頭に置いて設計されています。実績のある新技術を用いてガスタービンモジュールをアップデートすることで、筐体重量を約50%削減すると同時に、ライフサイクルコスト、騒音排出量を削減し、安全性を向上させるのです。」
GEのLM2500海洋モジュールは、新しいモノリシック複合構造を採用し、壁と天井の間にボルト接合部を使用していません。これにより、騒音経路が排除され、組み立て性と騒音減衰性が大幅に向上します。また、複合材料の使用により、モジュールのドアとアクセスパネルを大型化しつつ軽量化を実現し、取り扱いを容易にしています。複合材料の使用により、ドア、ヒンジ、アクセスパネルの錆が防止され、メンテナンスの負担を軽減するとともに安全性も向上します。
サウスウェスト研究所で実施された耐火性と構造的完全性の検証テスト中の新しい GE LM2500 海洋ガスタービンモジュール複合材側壁を示しています。
複合材設計が米海軍の耐火要件を満たしていることを検証するため、サウスウエスト研究所（SwRI）で耐火試験が実施されました。SwRIは認定試験機関であり、第三者による品質保証・検査機関です。
SwRI テストでは次のことも明らかになりました。
• モジュール複合壁は、直接炎および間接熱衝突テストに合格し、煙やガスの毒性を放出するかどうかをテストします。
• 複合壁・天井パネルは、耐火性試験および構造健全性試験に合格しました。これらの試験では、急激な上昇火災に対する材料の耐性と、火災発生時の荷重（消防隊員を含む）を支える構造的能力を測定しました。パネルは急激な温度上昇にさらされ、華氏2000度（約XNUMX℃）に保持されました。
• 500°F（約XNUMX℃）に曝露された鋼板および複合壁断面の試験と解析、およびフルパッケージの校正済み伝熱解析の結果、GEの複合壁設計により顕著な改善が見られました。これらの試験は、外壁表面温度が大幅に低下することを示唆しています。
• 音響パネルの比較テストでは、透過音圧 (dBA) レベルの改善が示されました。
MMPは、GE設計のLM2500ガスタービン全体（吸気口、エンジン、排気口）を囲むエンクロージャに焦点を当てています。このエンクロージャは、複数の重要な機能を果たします。このエンクロージャは、機械室への熱の遮断を抑制し、ガスタービンと排気口から放射される華氏1000度を超える熱から乗組員を保護します。また、このエンクロージャは、船舶の安全を確保するために、ガスタービンの周囲に音響および防火境界を形成します。試験結果に基づき、新しいLM2500複合材エンクロージャは、スチール製エンクロージャと同等の耐火特性を維持しながら、騒音をより効果的に減衰することが確認されています。
LM2500 マリンモジュール
米海軍のショック要件に完全準拠
試作筐体の組立は現在進行中で、実寸大のガスタービン試験セルで試験を行い、部品試験と解析によって予測された騒音減衰性能と熱性能を確認します。その後、複合材筐体は米海軍の要件に基づくバージ衝撃試験にかけられます。これらの試験は2018年半ばまでに完了する予定です。
MMPに基づいて開発されたガスタービンモジュールは2018年に提供開始予定で、最初の搭載は米海軍のDDG-51フライトIII艦艇となる予定です。軽量複合材製エンクロージャと改良型コンポーネントも、2018年に各国海軍向けに提供開始予定です。また、GEは現在、海軍顧客向けに改造用複合材ドアアセンブリを製造しています。
世界中で、1,400 台を超える GE ガスタービンが、巡視艇、駆逐艦、巡洋艦からコルベット、フリゲート艦、水陸両用艦、航空母艦まで、14 種類以上の軍用艦プログラムにおいて、35 の海軍の 500 隻の艦艇に搭載され、100 万時間以上稼動しています。