ТРДД с редуктором — это тип турбовентиляторного авиационного двигателя с планетарным редуктором между компрессором/турбиной низкого давления и вентилятором , позволяющим каждому вращаться с оптимальной скоростью. Преимуществом конструкции является меньший расход топлива и гораздо более тихая работа. Недостаток в том, что это увеличивает вес и сложность.
В обычном турбовентиляторном двигателе один вал («вал низкого давления» или вал низкого давления) соединяет вентилятор, компрессор низкого давления и турбину низкого давления (второй концентрический вал соединяет компрессор высокого давления и турбину высокого давления). ). В этой конфигурации максимальная скорость вращения вентилятора большего радиуса ограничивает скорость вращения вала НД и, следовательно, компрессора НД и турбины. При высоких степенях двухконтурности (и, следовательно, также высоких передаточных числах радиуса) скорость вращения турбины НД и компрессора должна быть относительно низкой, что означает, что требуются дополнительные ступени компрессора и турбины для поддержания средних нагрузок ступеней и, следовательно, общего КПД компонентов на приемлемом уровне. приемлемый уровень.
В турбовентиляторе с зубчатой передачей планетарный редуктор между вентилятором и валом НД позволяет последнему работать с более высокой скоростью вращения, что позволяет использовать меньше ступеней как в турбине НД, так и в компрессоре НД, повышая эффективность и снижая вес. Однако некоторая энергия будет потеряна, поскольку тепло в зубчатом механизме, а вес, сэкономленный на ступенях турбины и компрессора, частично компенсируется весом коробки передач. Это также влияет на стоимость производства и надежность.
Более низкая скорость вентилятора обеспечивает более высокую степень двухконтурности, что приводит к снижению расхода топлива и значительному снижению шума. BAe 146 оснащен турбовентиляторными двигателями с редуктором и до сих пор остается одним из самых тихих коммерческих самолетов. [1] Значительная часть снижения шума обусловлена снижением скорости вращения кончиков вентиляторов. В обычных турбовентиляторных двигателях кончики вентиляторов превышают скорость звука , вызывая характерное гудение, требующее шумоглушения. Турбовентиляторные двигатели с редуктором приводят в действие вентилятор на достаточно низкой скорости вращения, чтобы избежать сверхзвуковых скоростей законцовки. [2]
Первый турбовентиляторный двигатель с редуктором был создан в 1970 году. [3]
Рассмотрев конструкцию редуктора, General Electric и Safran отказались от него в своем CFM LEAP из-за проблем с весом и надежностью, отложив его использование для будущего применения, когда Pratt & Whitney начала разработку редуктора PW1000G . [4]
С момента своего создания в 2016 году, несмотря на то, что долговечность турбовентиляторного двигателя с редуктором семейства Pratt & Whitney PW1000G является постоянной проблемой, с конструкцией редуктора не связано никаких проблем с надежностью. [5]
Последняя конструкция двигателя Rolls-Royce для больших турбовентиляторных двигателей (тяга от 25 000 до 110 000 фунтов), UltraFan [6] включает в себя силовой агрегат с новой максимальной мощностью 64 МВт (87 000 л.с.) и продемонстрировал эту полную мощность во время испытаний в 2021 году. [7 ] ]
Технология турбовентиляторного двигателя с редуктором используется в следующих двигателях:
Связанные списки
