CFM International CFM56

La investigación sobre la próxima generación de motores a reacción comerciales, turbofanes de alto índice de derivación en la clase de empuje de "10 toneladas" (20 000  lbf; 89  kN), comenzó a finales de la década de 1960. Snecma (ahora Safran), que anteriormente se había dedicado principalmente a la fabricación de motores militares, fue la primera empresa en buscar entrar en el mercado, buscando un socio con experiencia comercial para diseñar y construir un motor de esta clase. Consideraron a Pratt & Whitney , Rolls-Royce y GE Aviation como socios potenciales, y después de que dos ejecutivos de ambas compañías, Gerhard Neumann de GE y René Ravaud de Snecma, se presentaran en el Salón Aeronáutico de París de 1971 , se tomó una decisión. Ambas compañías vieron un beneficio mutuo en la colaboración y se reunieron varias veces más, concretando los fundamentos del proyecto conjunto. ^{[ 3 ]}

En aquel momento, Pratt & Whitney dominaba el mercado comercial. GE necesitaba un motor en esta categoría de mercado, y Snecma tenía experiencia previa trabajando con ellos, colaborando en la producción del turbofán CF6-50 para el Airbus A300 . ^{[ 4 ]} Pratt & Whitney estaba considerando actualizar su JT8D para competir en la misma categoría que el CFM56 como proyecto independiente, mientras que Rolls-Royce lidiaba con problemas financieros que les impedían iniciar nuevos proyectos; esta situación hizo que GE obtuviera el título de mejor socio para el programa. ^{[ 3 ]}

Una de las principales razones del interés de GE en la colaboración, en lugar de construir un motor de 10 toneladas por su cuenta, fue que el proyecto Snecma era la única fuente de financiación para el desarrollo de un motor de esta clase en ese momento. Inicialmente, GE consideraba aportar únicamente tecnología de su motor CF6, en lugar de su motor F101 , mucho más avanzado , desarrollado para el bombardero supersónico B-1 Lancer . La compañía se enfrentó a un dilema cuando la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) anunció su proyecto de Transporte STOL Medio Avanzado (AMST) en 1972, que incluía financiación para el desarrollo de un motor de 10 toneladas: construir un motor de 10 toneladas con tecnología "limitada" junto con Snecma, o un motor similar con tecnología "avanzada" por su cuenta. Preocupada de que la empresa se quedara solo con el motor "limitado" en su cartera si no ganaba el contrato de la Fuerza Aérea (por el que competía con Pratt & Whitney y una división de General Motors con su motor "avanzado"), GE decidió solicitar una licencia de exportación para la tecnología central del F101. ^{[ 5 ]}

GE solicitó la licencia de exportación en 1972 como su principal contribución al proyecto del motor de 10 toneladas. La Oficina de Control de Municiones del Departamento de Estado de los Estados Unidos recomendó el rechazo de la solicitud por motivos de seguridad nacional; específicamente porque la tecnología principal era un aspecto de un sistema estratégico de defensa nacional (bombardero B-1), se construyó con fondos del Departamento de Defensa y la exportación de la tecnología a Francia limitaría el número de trabajadores estadounidenses en el proyecto. ^{[ 6 ]} La decisión oficial se tomó en un Memorando de Decisión de Seguridad Nacional firmado por el Asesor de Seguridad Nacional Henry Kissinger el 19 de septiembre de 1972. ^{[ 7 ]}

Aunque se citaron preocupaciones de seguridad nacional como motivo de rechazo, la política también desempeñó un papel importante. El proyecto, y la cuestión de las exportaciones asociadas a él, se consideraban tan importantes que el presidente francés Georges Pompidou apeló directamente al presidente estadounidense Richard Nixon en 1971 para que aprobara el acuerdo, y Henry Kissinger planteó el tema al presidente Pompidou en una reunión en 1972. Según se informa, GE argumentó al más alto nivel que tener la mitad del mercado era mejor que no tener nada, lo que creían que sucedería si Snecma desarrollaba el motor por su cuenta sin la contribución de GE. Los funcionarios de la administración Nixon temían que este proyecto pudiera ser el principio del fin del liderazgo aeroespacial estadounidense. ^{[ 8 ]}

También se especuló que el rechazo pudo haber sido, en parte, una represalia por la participación francesa en convencer a Suiza de no comprar el avión estadounidense LTV A-7 Corsair II, que había estado compitiendo contra un diseño francés, ^{[ 8 ]} el Dassault Milan . Al final, Suiza no compró ninguno de los dos aviones, optando en su lugar por el Northrop F-5 E Tiger II. ^{[ 9 ]}

Reunión Nixon-Pompidou de 1973

A pesar del rechazo de la licencia de exportación, tanto Francia como GE continuaron presionando a la administración Nixon para obtener permiso para exportar la tecnología F101. Los esfuerzos continuaron durante los meses posteriores al rechazo, culminando con la inclusión del motor en la agenda de la reunión de 1973 entre los presidentes Nixon y Pompidou en Reikiavik . Las discusiones en esta reunión dieron como resultado un acuerdo que permitió que el desarrollo del CFM56 siguiera adelante. Los informes de la época afirman que el acuerdo se basó en garantías de que el núcleo del motor, la parte que GE estaba desarrollando a partir del F101 militar, se construiría en EE. UU. y luego se transportaría a Francia para proteger las tecnologías sensibles. ^{[ 10 ]} La empresa conjunta también acordó pagar a EE. UU. una  regalía de 80 millones de dólares (calculada en 20 000 dólares por motor que se preveía construir) como reembolso por el dinero de desarrollo proporcionado por el gobierno para el núcleo del motor F101. ^{[ 3 ]} Documentos desclasificados en 2007 revelaron que un aspecto clave del acuerdo de exportación del CFM56 fue que el gobierno francés acordó no solicitar aranceles contra los aviones estadounidenses importados a Europa. ^{[ 11 ]}

Una vez resuelto el problema de la exportación, GE y Snecma finalizaron el acuerdo que dio origen a CFM International (CFMI), una empresa conjunta al 50% que se encargaría de la producción y comercialización del motor de 10 toneladas, el CFM56. La empresa se fundó oficialmente en 1974. ^{[ 12 ]} Las siglas "CF" en el nombre del motor corresponden a la designación de GE para motores turbofán comerciales, mientras que "M56" es el nombre de la propuesta original de motor de Snecma. ^{[ 13 ]} Las dos funciones principales de CFMI eran gestionar el programa entre GE y Snecma, y ​​comercializar, vender y dar servicio al motor a través de un único punto de contacto para el cliente. CFMI se responsabilizó de la toma de decisiones diarias del proyecto, mientras que las decisiones importantes (como el desarrollo de una nueva variante) requerían la aprobación de la dirección de GE y Snecma. ^{[ 4 ]}

Actualmente, el consejo de administración de CFMI está dividido a partes iguales entre Snecma y GE (cinco miembros de cada compañía). Hay dos vicepresidentes, uno de cada empresa, que apoyan al presidente de CFMI. El presidente suele provenir de Snecma y tiene su sede en la oficina central de CFMI, cerca de GE, en Cincinnati, Ohio. ^{[ 4 ]}

La división del trabajo entre las dos compañías otorgó a GE la responsabilidad del compresor de alta presión (HPC), la cámara de combustión y la turbina de alta presión (HPT); Snecma fue responsable del ventilador, el compresor de baja presión (LPC) y la turbina de baja presión (LPT). ^{[ 14 ]} Snecma también fue responsable de la ingeniería de integración inicial de la estructura del avión, principalmente relacionada con el diseño de la góndola , y fue inicialmente responsable de la caja de engranajes , pero transfirió ese trabajo a GE cuando se hizo evidente que sería más eficiente para GE ensamblar ese componente junto con sus otras piezas. ^{[ 15 ]}

El desarrollo del CFM56 comenzó antes de la creación formal de CFMI. Si bien el trabajo transcurrió sin contratiempos, el acuerdo internacional generó condiciones de trabajo únicas. Por ejemplo, ambas compañías contaban con líneas de ensamblaje, y algunos motores se ensamblaban y probaban en EE. UU. y otros en Francia. Los motores ensamblados en Francia estaban sujetos al estricto acuerdo de exportación inicial, lo que significaba que el núcleo de GE se fabricaba en EE. UU. y luego se enviaba a la planta de Snecma en Francia, donde se colocaba en una sala cerrada con llave a la que ni siquiera el presidente de Snecma tenía acceso. Los componentes de Snecma (las secciones delantera y trasera del motor) se introducían en la sala, los empleados de GE los montaban en el núcleo y, finalmente, el motor ensamblado se sacaba para su acabado. ^{[ 16 ]}

El primer motor CFM56 completo se puso en marcha en la planta de GE en Evendale el 20 de junio de 1974 ^{[ 17 ]} , y el segundo en octubre de 1974. El segundo motor se envió a Francia y se puso en marcha allí por primera vez el 13 de diciembre de 1974. Estos primeros motores se consideraron "equipos de producción" en lugar de ejemplares de prueba y se designaron como CFM56-2, la primera variante del CFM56. ^{[ 15 ]}

El motor voló por primera vez en febrero de 1977 cuando reemplazó a uno de los cuatro motores Pratt & Whitney JT8D en el McDonnell Douglas YC-15 , participante en la competencia de Transporte STOL Medio Avanzado (AMST) de la Fuerza Aérea. ^{[ 18 ]} Poco después, el segundo CFM56 se montó en un Sud Aviation Caravelle en el centro de pruebas de vuelo Snecma en Francia. Este motor tenía una configuración ligeramente diferente con un conducto de derivación largo y flujo de escape mezclado , ^{[ nb 1 ]} en lugar de un conducto de derivación corto con flujo de escape no mezclado . ^{[ nb 2 ]} Fue el primero en incluir un "Sistema de Gestión de Empuje". ^{[ 19 ]}

Después de probar el motor durante varios años, tanto en el aire como en tierra, CFMI buscó clientes fuera de un posible contrato con AMST. Los principales objetivos eran contratos de remotorización para los aviones de pasajeros Douglas DC-8 y Boeing 707 , incluido el avión cisterna militar relacionado, el KC-135 Stratotanker . Hubo poco interés inicial en el motor, pero Boeing se dio cuenta de que el CFM56 podría ser una solución a las próximas regulaciones de ruido. ^{[ 3 ]} Después de anunciar que un 707 se configuraría con el motor CFM56 para pruebas de vuelo en 1977, Boeing ofreció oficialmente el 707-320 con el motor CFM56 como opción en 1978. La nueva variante se catalogó como el 707-700. ^{[ 20 ]} Debido al limitado interés de las aerolíneas en un 707 remotorizado, Boeing terminó el programa 707-700 en 1980 sin vender ningún avión. ^{[ 21 ]} A pesar de la falta de ventas, tener el 707 comercial disponible con el CFM56 ayudó a la competitividad del motor para el contrato de remotorización del KC-135. ^{[ 22 ]}

KC-135R

Ganar el contrato para remotorizar la flota de aviones cisterna KC-135 de la USAF supondría un gran impulso para el proyecto CFM56 (con más de 600 aeronaves disponibles para remotorizar), y CFMI persiguió con ahínco ese objetivo tan pronto como se anunció la Solicitud de Propuestas (RFP) en 1977. Al igual que otros aspectos del programa, la política internacional influyó en este contrato. En un intento por aumentar las posibilidades del CFM56 frente a sus competidores, el Pratt & Whitney TF33 y un Pratt & Whitney JT8D actualizado , el gobierno francés anunció en 1978 que modernizaría sus 11 KC-135 con el CFM56, constituyendo uno de los primeros pedidos del motor. ^{[ 23 ]}

La USAF anunció que el CFM56 era el ganador del contrato de remotorización en enero de 1980. Los funcionarios indicaron que estaban entusiasmados con la perspectiva de reemplazar los motores Pratt & Whitney J57 que actualmente vuelan en el avión KC-135A, calificándolos como "...el motor más ruidoso, contaminante y con mayor consumo de combustible que aún estaba en servicio" en ese momento. ^{[ 24 ]} El avión remotorizado fue designado como KC-135R. El CFM56 aportó muchos beneficios al KC-135, disminuyendo la distancia de despegue hasta en 3500  pies (1100  m), disminuyendo el consumo total de combustible en un 25%, reduciendo considerablemente el ruido (24  dB menos) y disminuyendo el costo total del ciclo de vida. Teniendo en cuenta estas ventajas, la Armada de los Estados Unidos seleccionó el CFM56-2 para propulsar su variante del Boeing  707, el E-6 Mercury , en 1982. ^{[ 22 ]} En 1984, la Real Fuerza Aérea Saudí seleccionó el CFM56-2 para propulsar su avión E-3 Sentry (también relacionado con la estructura del 707 ). El E-3 propulsado por el CFM56-2 también se convirtió en la configuración estándar para los aviones adquiridos por Gran Bretaña y Francia. ^{[ 4 ]}

DC-8

A finales de la década de 1970, las aerolíneas consideraban modernizar sus antiguos aviones Douglas DC-8 como alternativa a la compra de aeronaves nuevas, más silenciosas y eficientes. Tras el pedido francés de KC-135 en 1978, la decisión de United Airlines en abril de 1979 de modernizar 30 de sus aviones DC-8-61 con el CFM56-2 fue crucial para asegurar el desarrollo del CFM56; ^{[ 25 ]} GE y Snecma estaban a dos semanas de congelar el desarrollo si ese pedido no se hubiera materializado. ^{[ 3 ]} Esta decisión marcó la primera compra comercial (en lugar de gubernamental/militar) del motor, y Delta Air Lines y Flying Tiger Line pronto siguieron su ejemplo, lo que le dio al CFM56 una posición sólida tanto en el mercado militar como en el comercial. ^{[ 4 ]}

Boeing 737

A principios de la década de 1980, Boeing seleccionó el CFM56-3 para propulsar exclusivamente la variante Boeing 737-300 . Las alas del 737 estaban más cerca del suelo que en aplicaciones anteriores del CFM56, lo que requirió varias modificaciones en el motor. Se redujo el diámetro del ventilador, lo que disminuyó la relación de derivación, y la caja de engranajes de los accesorios del motor se trasladó de la parte inferior del motor (  posición de las 6 en punto) a la  posición de las 9 en punto, lo que le dio a la góndola del motor su característica forma de fondo plano. El empuje total también se redujo, de 24 000 a 20 000 lbf (107 a 89 kN) , principalmente debido a la reducción de la relación de derivación. ^{[ 26 ]}  

Desde el pequeño pedido inicial de lanzamiento de veinte 737-300 dividido entre dos aerolíneas, ^{[ 4 ]} se habían entregado más de 5.000 aviones Boeing 737 con turbofanes CFM56 para abril de 2010. ^{[ 27 ]}

El CFM56 es un motor turbofán de alto índice de derivación (la mayor parte del aire acelerado por el ventilador evita el núcleo del motor y se expulsa por la carcasa del ventilador) con varias variantes que presentan relaciones de derivación que van de 5:1 a 6:1, generando de 18 500 a 34 000  lbf (80  kN a 150  kN) de empuje. Las variantes comparten un diseño común y solo difieren en detalles. El CFM56 es un motor de dos ejes (o de dos carretes), lo que significa que tiene dos ejes giratorios, uno de alta presión y otro de baja presión. Cada uno es impulsado por su propia sección de turbina (las turbinas de alta y baja presión, respectivamente). El ventilador y el compresor auxiliar (de baja presión) evolucionaron a lo largo de las diferentes iteraciones del motor, al igual que las secciones del compresor, la cámara de combustión y la turbina. ^{[ 4 ]}

La mayoría de las variantes del CFM56 cuentan con una cámara de combustión anular simple . Una cámara de combustión anular es un anillo continuo donde se inyecta combustible en el flujo de aire y se enciende, elevando la presión y la temperatura del flujo. Esto contrasta con una cámara de combustión tipo lata , donde cada cámara de combustión es independiente, y con una cámara de combustión canular , que es un híbrido de ambas. La inyección de combustible está regulada por una unidad hidromecánica (HMU) fabricada por Honeywell . Esta regula la cantidad de combustible suministrada al motor mediante una servoválvula electrohidráulica que, a su vez, acciona una válvula dosificadora de combustible, la cual proporciona información al controlador digital de motor de plena autoridad ( FADEC ). ^{[ 48 ]}

En 1989, CFMI comenzó a trabajar en una nueva cámara de combustión de doble anillo. En lugar de tener una sola zona de combustión, esta cámara cuenta con una segunda zona que se utiliza a altos niveles de empuje. Este diseño reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno (NO _x ) y dióxido de carbono (CO ₂ ). El primer motor CFM56 con la cámara de combustión de doble anillo entró en servicio en 1995, y esta cámara se utiliza en las variantes CFM56-5B y CFM56-7B con el sufijo "/2" en sus placas de identificación. ^{[ 49 ]}

GE comenzó a desarrollar y probar un nuevo tipo de combustor llamado combustor Twin Annular Premixing Swirler , o "TAPS", durante el  programa Tech 56. ^{[ 29 ]} Este diseño es similar al combustor de doble anillo en que tiene dos zonas de combustión; este combustor "remolina" el flujo, creando una mezcla ideal de combustible y aire. Esta diferencia permite que el combustor genere mucho menos NO _x que otros combustores. Las pruebas en un motor CFM56-7B demostraron una mejora del 46% con respecto a los combustores de un solo anillo y del 22% con respecto a los combustores de doble anillo. ^{[ 50 ]} Las herramientas analíticas desarrolladas para TAPS también se han utilizado para mejorar otros combustores, en particular los combustores de un solo anillo en algunos motores CFM56-5B y -7B. ^{[ 51 ]}

El compresor de alta presión (HPC), que estuvo en el centro de la controversia de exportación original, cuenta con nueve etapas en todas las variantes del CFM56. Las etapas del compresor se han desarrollado a partir del " núcleo GE ^1/9 " de GE (es decir, un diseño de turbina única, nueve etapas de compresor) que fue diseñado en un rotor de núcleo compacto. El pequeño radio del compresor significó que todo el motor podía ser más ligero y pequeño, ya que las unidades accesorias del sistema ( cojinetes , sistemas de lubricación ) podían fusionarse con el sistema de combustible principal que funciona con combustible de aviación. ^{[ 3 ]} A medida que el diseño evolucionó, el diseño del HPC mejoró mediante un mejor diseño del perfil aerodinámico. Como parte del programa de mejora Tech-56, CFMI ha probado el nuevo modelo CFM-56 con etapas de compresor de alta presión de seis etapas (discos que componen el sistema del compresor) que fue diseñado para proporcionar las mismas relaciones de presión (ganancia de presión 30) similares al antiguo diseño de compresor de nueve etapas. El nuevo no sustituía por completo al anterior, pero ofrecía una mejora en HPC, gracias a una dinámica de blades mejorada , como parte de su plan de gestión "Tech Insertion" de 2007. ^{[ 29 ] [ 52 ] [ 53 ]}

CFMI probó un diseño de escape mixto y no mixto al inicio del desarrollo; ^{[ 4 ]} la mayoría de las variantes del motor tienen una tobera de escape no mixta. ^{[ nb 2 ]} Solo el CFM56-5C de alta potencia, diseñado para el Airbus A340, tiene una tobera de escape de flujo mixto. ^{[ nb 1 ] [ 54 ]}

GE y Snecma también probaron la efectividad de los chevrones para reducir el ruido del motor a reacción. ^{[ nb 3 ] [ 55 ]} Después de examinar configuraciones en el túnel de viento , CFMI optó por probar en vuelo los chevrones integrados en la tobera de escape central. Los chevrones redujeron el ruido del motor a reacción en 1,3 decibelios de sonoridad percibida durante el despegue y ahora se ofrecen como opción con el CFM56 para el Airbus A321 . ^{[ 56 ]}

El CFM56 cuenta con un ventilador de una sola etapa, y la mayoría de las variantes tienen un compresor de tres etapas en el eje de baja presión, ^{[ nb 4 ]} con cuatro etapas en las variantes -5B y -5C. ^{[ 57 ]} El compresor también se conoce comúnmente como "compresor de baja presión" (LPC), ya que forma parte del carrete de baja presión y continúa la compresión del aire realizada por la parte interna del ventilador antes de que llegue al compresor de alta presión. La variante original CFM56-2 contaba con 44 álabes de ventilador con cubierta en la punta, ^{[ 58 ] [ nb 5 ]} aunque el número de álabes se redujo en variantes posteriores a medida que se desarrolló la tecnología de álabes de cuerda ancha, hasta llegar a 22 álabes en la variante CFM56-7. ^{[ 59 ]}

El ventilador del CFM56 cuenta con aspas ensambladas en forma de cola de milano, lo que permite reemplazarlas sin necesidad de desmontar todo el motor. GE/Snecma afirma que el CFM56 fue el primer motor en ofrecer esta capacidad. Este método de fijación resulta útil en situaciones donde solo es necesario reparar o reemplazar unas pocas aspas, como por ejemplo tras impactos de aves . ^{[ 60 ]}

El diámetro del ventilador varía según los diferentes modelos del CFM56, y este cambio tiene un impacto directo en el rendimiento del motor. Por ejemplo, el eje de baja presión gira a la misma velocidad tanto en el modelo CFM56-2 como en el CFM56-3; el diámetro del ventilador es menor en el -3, lo que reduce la velocidad de las puntas de las aspas. Esta menor velocidad permite que las aspas funcionen con mayor eficiencia (un 5,5 % más en este caso), lo que aumenta la eficiencia general del motor en el consumo de combustible (mejorando el consumo específico de combustible en casi un 3 %). ^{[ 26 ]}

El CFM56 está diseñado para soportar varios sistemas de inversión de empuje que ayudan a desacelerar y detener la aeronave después del aterrizaje. Las variantes construidas para el Boeing  737, el CFM56-3 y el CFM56-7, utilizan un inversor de empuje de tipo cascada. Este tipo de inversor de empuje consta de manguitos que se deslizan hacia atrás para exponer cascadas en forma de malla y compuertas de bloqueo que bloquean el flujo de aire de derivación. El aire de derivación bloqueado se fuerza a través de las cascadas, reduciendo el empuje del motor y desacelerando la aeronave. ^{[ 61 ]}

El CFM56 también admite inversores de empuje de tipo compuerta pivotante. Este tipo se utiliza en los motores CFM56-5 que impulsan muchos aviones Airbus, como el Airbus A320. Funcionan accionando una compuerta que pivota hacia abajo dentro del conducto de derivación, bloqueando el aire de derivación y desviando el flujo hacia afuera, creando así el empuje inverso. ^{[ 62 ]}

Todas las variantes del CFM56 cuentan con una turbina de alta presión (HPT) de una sola etapa. En algunas variantes, los álabes de la HPT se "cultivan" a partir de una superaleación monocristalina , lo que les confiere alta resistencia y resistencia a la fluencia . La turbina de baja presión (LPT) cuenta con cuatro etapas en la mayoría de las variantes del motor, pero el CFM56-5C tiene una LPT de cinco etapas. Este cambio se implementó para accionar el ventilador más grande de esta variante. ^{[ 54 ]} Se examinaron mejoras en la sección de la turbina durante el programa Tech56, y un desarrollo fue un diseño de álabe de turbina de baja presión aerodinámicamente optimizado, que habría utilizado un 20 % menos de álabes para toda la turbina de baja presión, ahorrando peso. Algunas de esas mejoras del Tech56 se incorporaron al paquete Tech Insertion, donde se actualizó la sección de la turbina. ^{[ 29 ]} La sección de la turbina se actualizó de nuevo en la actualización "Evolution". ^{[ 30 ] [ 33 ]}

Las etapas de la turbina de alta presión en el CFM56 se enfrían internamente mediante aire proveniente del compresor de alta presión. El aire pasa a través de canales internos en cada álabe y se expulsa por los bordes de ataque y de salida. ^{[ 60 ]}

La serie CFM56-2 es la variante original del CFM56. Se utiliza principalmente en aplicaciones militares, donde se conoce como F108; específicamente en el KC-135 , el E-6 Mercury y algunos aviones E-3 Sentry . El CFM56-2 consta de un ventilador de una sola etapa con 44 álabes, con un compresor de baja presión de tres etapas accionado por una turbina de baja presión de cuatro etapas, y un compresor de alta presión de nueve etapas accionado por una turbina de alta presión de una sola etapa. La cámara de combustión es anular. ^{[ 58 ]} También se utilizó en los aviones DC-8 "Super 70" de Douglas, que remotorizaron los Super 60 anteriores.

El primer derivado de la serie CFM56, el CFM56-3, fue diseñado para la serie Boeing 737 Classic (737-300/-400/-500), con potencias estáticas de 18 500 a 23 500 lbf (82,3 a 105 kN) . Derivado del -2 con un ventilador recortado, el motor -3 tiene un diámetro de ventilador menor de 60 pulgadas (1,5 m), pero conserva la configuración básica original del motor. El nuevo ventilador se derivó principalmente del turbofán CF6-80 de GE , en lugar del CFM56-2, y el propulsor se rediseñó para adaptarse al nuevo ventilador. ^{[ 26 ]}    

Un desafío importante para esta serie fue lograr la distancia al suelo necesaria para el motor montado en el ala. Esto se superó reduciendo el diámetro del ventilador de admisión y reubicando la caja de engranajes y otros accesorios desde debajo del motor hacia los laterales. El fondo aplanado de la góndola y el borde de admisión resultantes dieron como resultado la apariencia distintiva del Boeing  737 con motores CFM56. ^{[ 63 ]}

La serie CFM56-4 fue una versión mejorada propuesta del CFM56-2, diseñado para la familia de aeronaves Airbus A320 . Compitiendo con el motor RJ500 desarrollado por Rolls-Royce, la serie -4 fue diseñada para producir 25 000  lbf (110  kN) e iba a incorporar un nuevo ventilador de 68  pulgadas (1,73  m), un nuevo compresor de baja presión y un controlador digital de motor de plena autoridad ( FADEC ). Poco después de que se lanzara el proyecto de actualización en 1984, International Aero Engines ofreció su nuevo motor V2500 para el A320. CFMI se dio cuenta de que el CFM56-4 no era comparable al nuevo motor y descartó el proyecto para comenzar a trabajar en la serie CFM56-5. ^{[ 3 ]}

La serie CFM56-5 está diseñada para aeronaves Airbus y tiene un rango de empuje muy amplio, entre 22 000 y 34 000 lbf (97,9 y 151 kN) . Cuenta con tres subvariantes distintas: CFM56-5A, CFM56-5B y CFM56-5C, ^{[ 3 ]} y se diferencia de sus homólogos equipados con el Boeing 737 Classic por incorporar un FADEC y mejoras adicionales en el diseño aerodinámico.  

Serie CFM56-5B

Una mejora de la serie CFM56-5A, fue diseñada originalmente para propulsar el A321. Con un rango de empuje entre 22 000 y 33 000  lbf (98  kN y 147  kN), puede propulsar todos los modelos de la familia A320 (A318/A319/A320/A321) y ha sustituido a la serie CFM56-5A. Entre los cambios respecto al CFM56-5A se encuentra la opción de una cámara de combustión de doble anillo que reduce las emisiones (en particular, de NO _x ), un nuevo ventilador en una carcasa más larga y un nuevo compresor de baja presión con una cuarta etapa (en lugar de las tres de las variantes anteriores). Es el motor más suministrado a Airbus. ^{[ 57 ] [ 66 ]}

Serie CFM56-5C

Con un empuje nominal de entre 31 200 y 34 000  lbf (139  kN y 151  kN), la serie CFM56-5C es la más potente de la familia CFM56. Impulsa los aviones de largo alcance A340-200 y -300 de Airbus y entró en servicio en 1993. Los principales cambios son un ventilador más grande, una quinta etapa de turbina de baja presión y el mismo compresor de baja presión de cuatro etapas que se encuentra en la variante -5B. ^{[ 67 ]}

A diferencia de todas las demás variantes del CFM56, el -5C cuenta con una boquilla de escape mixto , ^{[ nb 1 ]} que ofrece una eficiencia ligeramente mayor . ^{[ 54 ]}

El CFM56-7 entró en funcionamiento por primera vez el 21 de abril de 1995. ^{[ 68 ]} Con un rango de empuje de despegue de 19 500–27 300 lbf (87–121 kN) , impulsa el Boeing 737 Next Generation -600/-700/-800/-900 ; en comparación con el CFM56-3, tiene mayor durabilidad, una mejora del 8 % en el consumo de combustible y una reducción del 15 % en los costos de mantenimiento. ^{[ 69 ]}  

Las mejoras se deben a su ventilador de cuerda ancha de titanio de 61 pulgadas , un nuevo núcleo diseñado con aerodinámica 3D y una turbina de baja presión con turbina de alta presión de cristal único y control digital de motor de autoridad total (FADEC). ^{[ 69 ]} Las palas del ventilador se reducen de 36 (CFM56-5) a 24 e incorpora características del CFM56-5B, como una cámara de combustión de doble anillo como opción.

Menos de dos años después de su entrada en servicio, el 737 de nueva generación recibió la certificación ETOPS ( Extended Range Twin Engine Operations ) de 180 minutos de la Administración Federal de Aviación (FAA) de EE. UU. También impulsa las versiones militares del Boeing 737  : Sistema de Alerta Temprana y Control Aerotransportado , avión de transporte C-40 Clipper y avión marítimo P-8 Poseidon . ^{[ 69 ]}

Tras el accidente del vuelo 1380 de Southwest Airlines , la FAA exigió a Boeing que rediseñara la góndola y la entrada de aire de la variante 7B de conformidad con las regulaciones aplicables de la Parte 25. ^{[ 70 ]} La norma propuesta recibirá comentarios hasta el 26 de enero de 2024. La norma exigirá a las aerolíneas que realicen las modificaciones pertinentes antes del 31 de julio de 2028. ^{[ 71 ]}

Existen varios incidentes documentados de fallos de encendido de motores CFM56 en condiciones de lluvia intensa y/o granizo, que comenzaron al principio de la vida útil del CFM56. En 1987, se produjo un fallo de encendido doble en condiciones de granizo (los pilotos lograron volver a encender los motores), seguido del incidente del vuelo 110 de TACA en 1988. Ambos motores CFM56 del Boeing 737 de TACA se apagaron mientras atravesaban granizo y lluvia intensa, y la tripulación se vio obligada a aterrizar sin motores en un dique cubierto de hierba cerca de Nueva Orleans, Luisiana. CFMI modificó los motores añadiendo un sensor para forzar el encendido continuo de la cámara de combustión en estas condiciones. ^{[ 3 ]}

En 2002, el vuelo 421 de Garuda Indonesia tuvo que amerizar en un río debido a la parada del motor provocada por el granizo, causando la muerte de una azafata y heridas a decenas de pasajeros. Antes de este accidente, se habían producido varios incidentes de parada de uno o ambos motores debido a estas condiciones meteorológicas. Tras tres incidentes ocurridos hasta 1998, CFMI modificó el motor para mejorar su comportamiento ante la ingestión de granizo. Los principales cambios incluyeron una modificación del divisor del ventilador/refuerzo (lo que dificultaba la ingestión de granizo por el núcleo del motor) y el uso de un cono elíptico, en lugar de uno cónico, en la entrada de aire. Estos cambios no evitaron el accidente de 2002, y la comisión de investigación determinó que los pilotos no siguieron los procedimientos adecuados para intentar reiniciar el motor, lo que contribuyó al desenlace. Se hicieron recomendaciones para mejorar la formación de los pilotos sobre cómo actuar en estas condiciones, así como para revisar los procedimientos de prueba de lluvia y granizo de la FAA . No se recomendaron más modificaciones del motor. ^{[ 74 ]}

Un problema que provocó accidentes con el motor CFM56-3C fue la falla de las palas del ventilador. Este modo de falla causó el desastre aéreo de Kegworth en 1989, que dejó 47 muertos y 74 heridos. Después de que fallara una pala del ventilador, los pilotos apagaron por error el motor equivocado, lo que provocó que el motor dañado fallara por completo al encenderse para la aproximación final. Después del accidente de Kegworth, los motores CFM56 instalados en un Dan-Air 737-400 y un British Midland 737-400 sufrieron fallas en las palas del ventilador en condiciones similares; ninguno de los incidentes resultó en un accidente ni en heridos. ^{[ 75 ]} Después del segundo incidente, la flota de 737-400 fue inmovilizada.

En ese momento no era obligatorio realizar pruebas de vuelo de las nuevas variantes de los motores existentes, y las pruebas de certificación no revelaron los modos de vibración que experimentaba el ventilador durante los ascensos de potencia realizados regularmente a gran altitud. El análisis reveló que el ventilador estaba sometido a esfuerzos de fatiga de alto ciclo peores de lo esperado y también más severos que los probados para la certificación; estos esfuerzos más altos causaron la fractura de la pala. Menos de un mes después de la inmovilización, se permitió a la flota reanudar las operaciones una vez que se reemplazaron las palas y el disco del ventilador y se modificaron los controles electrónicos del motor para reducir el empuje máximo del motor de 23 500 lbf (105 kN) a 22 000  lbf (98 kN ). ^{[ 76 ]} Las palas del ventilador rediseñadas se instalaron en todos los motores CFM56-3C1 y CFM56-3B2, incluidos más de 1800 motores que ya se habían entregado a los clientes. ^{[ 3 ]}   

En agosto de 2016, el vuelo 3472 de Southwest Airlines sufrió una falla en una pala del ventilador, pero aterrizó posteriormente sin mayores incidentes. Si bien la aeronave sufrió daños considerables, no hubo heridos. ^{[ 77 ]}

El 17 de abril de 2018, el vuelo 1380 de Southwest Airlines sufrió lo que parece ser una falla en una pala del ventilador, cuyos fragmentos perforaron una ventana. El Boeing 737-700 aterrizó sin problemas, pero un pasajero falleció y varios resultaron heridos. ^{[ 78 ] [ 79 ]}

Las aerolíneas han reportado 32 incidentes de inestabilidad repentina del empuje en varios momentos del vuelo, incluyendo ajustes de empuje elevados durante el ascenso a altitud. El problema es de larga data. En 1998, dos pilotos de 737 reportaron que la potencia de sus motores aumentó repentinamente al máximo durante el vuelo. Una investigación reciente ha llevado a la conclusión preliminar de que el problema se origina en la unidad hidromecánica y podría estar relacionado con un nivel inaceptable de contaminación del combustible (con agua o partículas, incluyendo material biodegradable que crea sólidos en el combustible), o con el uso excesivo de biocidas para reducir el crecimiento bacteriano. Boeing informó a Aviation Week and Space Technology que CFM International había revisado su software FADEC . El nuevo software "...reduce la duración y el grado de los eventos de inestabilidad del empuje" al activar y desactivar la válvula de monitoreo de combustible (FMV) y la válvula servohidráulica (EHSV) para limpiar el carrete de la EHSV. Esta corrección de software no pretende ser una solución definitiva al problema; CFM afirmó que no ha recibido más informes después de este cambio. ^{[ 80 ]}

En 2023, Bloomberg informó que los reguladores de aviación europeos habían determinado que AOG Technics, con sede en Londres y propiedad mayoritaria de José Alejandro Zamora Yrala, cuya nacionalidad figura como británica en algunos formularios y venezolana en otros, suministró piezas de origen desconocido y documentos falsos para reparaciones en algunos CFM56. ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}