stringtranslate.com

Роллс-Ройс Трент

Rolls -Royce Trent — семейство турбовентиляторных двигателей с высоким байпасом производства компании Rolls-Royce . Он продолжает трехкатушечную архитектуру RB211 с максимальной тягой в диапазоне от 61 900 до 97 000  фунтов силы (от 275 до 431  кН ). Выпущенный на рынок как RB-211-524L в июне 1988 года, прототип впервые был запущен в августе 1990 года. Его первым вариантом является Trent 700, представленный на Airbus A330 в марте 1995 года, затем Trent 800 для Boeing 777 (1996 г.), Trent 500 для A340 (2002 г.), Trent 900 для A380 (2007 г.), Trent 1000 для Boeing 787 (2011 г.), Trent XWB для A350 (2015 г.) и Trent 7000 для A330neo (2018 г.). У него также есть морские и промышленные варианты, такие как RR MT30 .

Разработка

Несмотря на успех RB211, на большом рынке гражданских турбовентиляторных двигателей доминировали General Electric и Pratt & Whitney , а доля Rolls-Royce на момент приватизации в апреле 1987 года составляла всего 8%. [1] В июне Rolls-Royce изучал вопрос, следует ли запустить RB211-700 , разработку с тягой 65 000 фунтов силы (290 кН) для двухдвигательного самолета Airbus A330 , дальнемагистрального Boeing 767 и MD-11 , созданного на основе модели -524D4D 747-400 , с потенциалом роста до 70 000 фунт-сила (310 кН). [2] К июню 1988 года компания Rolls-Royce инвестировала более 540 миллионов долларов в разработку модернизированного RB-211-524L с новым вентилятором диаметром 95 дюймов (240 см) по сравнению с 86 дюймами (220 см) для -524G/H и четвертая ступень турбины низкого давления увеличена с трех с расчетным усилием от 65 000 до 70 000 фунтов силы (от 290 до 310 кН). [3]

На авиашоу в Фарнборо в сентябре 1988 года была подтверждена разработка модели -524L мощностью 65 000–72 000 фунтов силы (290–320 кН) стоимостью 300 миллионов фунтов стерлингов для установки на двигатели MD-11 и A330, поскольку полномасштабная модель была представлена ​​Фрэнком Уиттлом . [4] В июне 1989 года RB211-524L Trent был утвержден для A330 с номинальной нагрузкой 74 000 фунтов силы (330 кН). [5] Трент, рассчитанный на 65 000 фунтов силы (290 кН) для MD-11, совершил свой первый пробег 27 августа 1990 года в Дерби . [6] К сентябрю 1992 года от двигателя Trent 600 диаметром 94,6 дюйма (240 см) для MD-11 отказались, а прототипы были переоборудованы в двигатели Trent 700 для A330 с вентилятором диаметром 97,4 дюйма (247 см). [7]

В соответствии с традицией компании Rolls-Royce называть свои реактивные двигатели в честь рек, [8] этот двигатель назван в честь реки Трент в центральных графствах Англии .

Правительство Великобритании предоставило Rolls-Royce 450 миллионов фунтов стерлингов подлежащих возврату инвестиций в запуск , погашенных с процентами, для разработки двигателя RB.211 и семейства Trent до Trent 900. [9] Rolls-Royce получил 200 миллионов фунтов стерлингов за Trent 8104, 500 и 600 в 1997 году и 250 миллионов фунтов стерлингов за варианты Trent 600 и 900 в 2001 году, для варианта Trent 1000 помощь не запрашивалась. [ нужна цитата ]

Новые предлагаемые самолеты требовали более высокой тяги, и клиенты хотели, чтобы двухдвигательные самолеты Boeing 777 и Airbus A330 с момента их появления могли выполнять полеты с двумя двигателями увеличенной дальности полета . Компания Rolls-Royce решила предложить двигатель для каждого крупного гражданского авиалайнера на основе общего сердечника, чтобы снизить затраты на разработку, а трехвальная конструкция обеспечила гибкость, позволяя индивидуально масштабировать каждую катушку. Семейство двигателей названо в честь реки Трент , названия, ранее использовавшегося для RB.50 , первого работающего турбовинтового двигателя Rolls-Royce ; и RB.203 1960-х годов , двухконтурный турбовентиляторный двигатель мощностью 9 980 фунтов силы (44,4 кН) и первый трехкатушечный двигатель, разработанный для замены Spey, но так и не представленный.

В 2019 году Rolls-Royce поставила 510 двигателей Trent. [10]

Дизайн

Лопатки турбины высокого давления из никелевого сплава с охлаждающими отверстиями для использования в газах с температурой выше точки плавления.

Как и его предшественник RB211, Trent использует концентрическую конструкцию с тремя катушками , а не конфигурацию с двумя катушками . Семейство Trent сохраняет аналогичную компоновку, но каждую катушку можно масштабировать индивидуально и вращать с большей точностью до оптимальной скорости. Уровень шума и выбросы выхлопных газов ниже, чем у RB211.

Полые титановые лопасти вентилятора с внутренней балочной структурой Уоррена обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость к повреждениям при небольшом весе. Для работы при температурах выше точки их плавления охлаждающий воздух отбирается от компрессора через просверленные лазером отверстия на полых лопатках турбины , изготовленных из монокристалла никелевого сплава и покрытых термобарьерными покрытиями . Каждая лопатка турбины отбирает из газового потока до 560 кВт (750 л.с.). [11]

В апреле 1998 года для самолета 747-400 с ядром Trent 700 был представлен RB211-524 HT, заменивший предыдущий RB211-524G/H с улучшенным TSFC на 2% , выбросами NOx на 40% ниже и охладителем на 50 °C. турбина. [12] Золотник Trent 800 LP вращается со скоростью 3300 об/мин , [13] его веерный наконечник диаметром 110 дюймов (279 см) движется со скоростью 482 м/с. Вентилятор диаметром 116 дюймов (290 см) самолета Trent 900 поддерживает низкую среднюю скорость струи при взлете, чтобы снизить шум Airbus A380 . [14]

Варианты

Первый Трент 600

При запуске программы McDonnell Douglas MD-11 в конце 1986 года он предлагался только с двигателями GE CF6-80C2 или PW4000 , но Rolls-Royce изучал возможность предложить для 747-400 двигатель RB211-524D4D мощностью 58 000 фунтов силы ( 260 кН). [15] К июню 1988 года компания Rolls-Royce инвестировала более 540 миллионов долларов в разработку модернизированного RB-211-524L с новым вентилятором диаметром 95 дюймов (240 см) по сравнению с 86 дюймами (220 см) для -524G/H и четвертая ступень турбины низкого давления увеличена с трех с расчетным усилием от 65 000 до 70 000 фунтов силы (от 290 до 310 кН). [3] При нагрузке 65 000 фунтов силы (290 кН) « Трент» совершил свой первый пробег 27 августа 1990 года в Дерби . [6] К июлю 1991 года от MD-11 Trent отказались после закрытия компании Air Europe , ее единственного клиента. [16] К февралю 1992 года было четыре двигателя Trent 600 с вентилятором диаметром 94,6 дюйма (240 см). [17] К сентябрю 1992 года три двигателя были переоборудованы в двигатели Trent 700 для A330 с вентилятором диаметром 97,4 дюйма (247 см). [7]

Трент 700

Гондола Trent 700 на A330 оснащена смесителем выхлопных газов.

Rolls-Royce изучал разработку RB211 для Airbus A330 при его запуске в июне 1987 года. Trent 700 был впервые выбран Cathay Pacific в апреле 1989 года, впервые запущен летом 1992 года, был сертифицирован в январе 1994 года и введен в эксплуатацию в марте 1995 года. Сохраняя характерную трехвальную архитектуру RB211, это первый вариант семейства Trent. Благодаря вентилятору диаметром 97,4 дюйма (247 см) и степени двухконтурности 5:1 он создает тягу от 300,3 до 316,3 кН (67 500–71 100 фунтов силы) и достигает общей степени сжатия 36:1. Он конкурирует с GE CF6-80E1 и PW4000 в A330.

Трент 800

Trent 800 — один из вариантов двигателя для ранних вариантов Boeing 777 . Запущенный в сентябре 1991 года, он впервые заработал в сентябре 1993 года, получил сертификацию EASA 27 января 1995 года и был введен в эксплуатацию в 1996 году. Он достиг 40% доли рынка, опередив конкурирующих PW4000 и GE90 , а также последний 777 с двигателем Trent. был поставлен в 2010 году. Trent 800 имеет трехвальную архитектуру семейства Trent и вентилятор диаметром 280 см (110 дюймов). Имея степень двухконтурности 6,4:1 и общую степень сжатия, достигающую 40,7:1, он создает тягу до 413,4 кН (92 940 фунтов силы) .

Трент 8100

В первых исследованиях Trent 800 в 1990 году компания Rolls-Royce прогнозировала потенциал роста с 85 000 до 95 000 фунтов силы (от 380 до 420 кН) с новым сердечником HP. [18] К марту 1997 года компания Boeing изучила варианты роста 777-200X/300X для внедрения в сентябре 2000 года: GE предлагала GE90-102B с усилием 454 кН (102 000 фунтов силы), а P&W предлагала PW4098 с усилием 436 кН (98 000 фунтов силы) и Rolls-102B. Ройс предлагал Trent 8100 с усилием 437 кН (98 000 фунтов силы) . [19] Rolls-Royce также изучал Trent 8102 с усилием более 445 кН (100 000 фунтов силы). [20] К декабрю 1997 года максимальная взлетная масса -300X выросла до 324 600 кг (715 600 фунтов). [21] Проектирование Trent 8104 мощностью 454 кН (102 000 фунтов силы) должно было быть завершено к июню 1998 года, а ввод в эксплуатацию -200X отложился до середины 2002 года. Более высокая тяга была достигнута за счет новых стреловидных лопастей вентилятора при сохранении вентилятора диаметром 2,79 м (110 дюймов). [22]

Двигатель Trent 8104 мощностью 104 000 фунтов силы (460 кН) впервые заработал 16 декабря 1998 года, а тяга в 110 000 фунтов силы (490 кН) превысила пять дней спустя, прежде чем к середине 1999 года к нему присоединились еще два двигателя. Стреловидные лопасти вентилятора производят на 2–3 % больше потока при заданной скорости с тем же вентилятором диаметром 2,8 м (110 дюймов) и обеспечивают дополнительную тягу в 10 000 фунтов силы (44 кН), при этом эффективность вентилятора на 1 % выше. Роторы и статоры компрессоров HP и статоры компрессоров IP были спроектированы с учетом 3D- аэродинамики . Когда взлетная масса 777-200X/300X выросла до 340 500 кг (750 000 фунтов), требования к тяге снизились до 110 000–114 000 фунтов силы (490–510 кН). Диаметр вентилятора должен был достигать 2,9 м (114 дюймов) для увеличения тяги. [23]

К июню 1999 года модель 8104 послужила основой для предлагаемого Trent 8115 мощностью 115 000 фунтов силы (510 кН) с сердечником, увеличенным на 2,5% геометрически и на 5% аэродинамически, а также вентилятором, увеличенным с 2,8 до 3,0 м (от 110 до 118 дюймов). сохраняя при этом архитектуру Trent 800: восьмиступенчатый компрессор IP и шестиступенчатый компрессор высокого давления, приводимые в движение одноступенчатой ​​турбиной и пятиступенчатой ​​турбиной низкого давления. [24] В июле 1999 года компания Boeing выбрала General Electric GE90 вместо Trent 8115 и предложения P&W для питания исключительно дальнемагистральных самолетов 777, поскольку GE предложила существенно профинансировать разработку реактивного самолета примерно за 100 миллионов долларов. [25] Позже компания Rolls-Royce отказалась от Trent 8115, но продолжила работу над Trent 8104 в качестве демонстратора технологий. [26]

Трент 500

Трент 500 на крыле, капоты открыты.

Trent 500 используется исключительно на более крупных вариантах A340-500/600 . Он был выбран в июне 1997 года, первый полет состоялся в мае 1999 года, первый полет состоялся в июне 2000 года и прошел сертификацию 15 декабря 2000 года. Он поступил на вооружение в июле 2002 года, и до окончания производства А340 в 2011 году на крыло было поставлено 524 двигателя. трехкатушечная архитектура семейства Trent, он оснащен вентилятором Trent 700 диаметром 2,47 м (97,5 дюйма) и уменьшенным ядром Trent 800 . Он развивает тягу до 275 кН (61 900 фунтов силы) на взлете и имеет степень двухконтурности до 8,5:1 в крейсерском режиме.

Трент 900

Трент 900 на конвейере А380

Trent 900 приводится в движение Airbus A380 , конкурируя с Engine Alliance GP7000 . Первоначально предложенная для Boeing 747-500/600X в июле 1996 года, от этой первой заявки позже отказались, но она была предложена для A3XX , запущенного в эксплуатацию как A380 в декабре 2000 года. Впервые она была запущена 18 марта 2003 года, совершила свой первый полет 17 марта. Май 2004 г. на испытательном стенде A340 и был сертифицирован EASA 29 октября 2004 г. Создавая усилие до 374 кН (84 000 фунтов силы), Trent 900 имеет трехвальную архитектуру семейства Trent с вентилятором диаметром 2,95 м (116 дюймов). Он имеет степень перепуска 8,5–8,7:1 и общую степень давления 37–39:1 .

Второй Трент 600

В марте 2000 года Boeing должен был выпустить самолет 767-400ERX большей дальности с двигателями мощностью 65 000–68 000 фунтов силы (290–300 кН), поставки которого планировались на 2004 год. [27] В июле Rolls-Royce должен был поставить свой Trent 600 для 767-400ERX и Boeing 747X , в то время как Европейский Союз ограничивал предложение Engine Alliance по квадроджетам. Trent 600 с усилием 68 000–72 000 фунтов силы (300–320 кН) был уменьшен с Trent 500 с диаметром стреловидного вентилятора, увеличенным до 2,59 м (102 дюйма) для более высокой степени двухконтурности и меньшего расхода топлива. [28] [29] Компания Boeing предложила самолет 767-400ERX большей дальности с более высокой взлетной массой и большей тягой для улучшения взлетных характеристик. [30] В 2001 году от модели 767-400ERX отказались в пользу Sonic Cruiser . [31] Когда в ноябре 2005 года компания Boeing выпустила на рынок Боинг 747-8 , он был оснащен исключительно двигателем General Electric GEnx . [32]

Трент 1000

Rolls -Royce Trent 1000 — один из двух вариантов двигателей для Boeing 787 Dreamliner , конкурирующих с General Electric GEnx . Впервые он полетел 14 февраля 2006 г. и первый полет совершил 18 июня 2007 г., после чего прошел совместную сертификацию EASA/FAA 7 августа 2007 г. и был введен в эксплуатацию 26 октября 2011 г. Двигатель мощностью 62 264–81 028 фунтов силы (276,96–360,43 кН) имеет степень двухконтурности более 10:1, вентилятор диаметром 2,85 м (9 футов 4 дюйма) и сохраняет характерную трехкатушечную компоновку серии Trent.

Обновленный Trent 1000 TEN с использованием технологий Trent XWB и Advance3 нацелен на улучшение расхода топлива на 3% , он впервые был запущен в середине 2014 года, был сертифицирован EASA в июле 2016 года, первый полет на Боинге 787 состоялся 7 декабря 2016 года и был введено 23 ноября 2017 года. В начале 2016 года было обнаружено коррозионное усталостное растрескивание лопаток турбин IP, в результате которого было остановлено до 44 самолетов, а компания Rolls-Royce обошлась как минимум в 1354 миллиона фунтов стерлингов. К началу 2018 года доля рынка принятых заказов составляла 38%. Trent 7000 — версия с отбором воздуха , используемая в Airbus A330neo .

Трент 1500

Когда в ноябре 2005 года впервые поднялся в воздух самолет A340-600 HGW с взлетной массой 380 т (840 000 фунтов) , Airbus изучала усовершенствованную версию более крупных вариантов A340, которая должна поступить на вооружение в 2011 году. Он мог бы лучше конкурировать с 777-300ER и его 8-9. % более низкий расход топлива, чем у A340-600: улучшенные двигатели General Electric GEnx или Trent 1500 снизят этот показатель на 6-7%. Trent 1500 сохранит диаметр вентилятора и гондолу Trent 500 2,47 м (97,4 дюйма) , с меньшим, усовершенствованным сердечником Trent 1000 и обновленной турбиной LP для увеличения степени двухконтурности с 7,5-7,6: 1 до 9,5: 1. [33] Последний А340 был поставлен в 2011 году, поскольку он был заменен обновленным дизайном A350XWB .

Трент XWB

Вентилятор Trent XWB диаметром 3,00 м (118 дюймов).

Trent XWB был выбран в июле 2006 года исключительно для установки на Airbus A350 XWB . Первый двигатель был запущен 14 июня 2010 года, он впервые поднялся в воздух на испытательном стенде Airbus A380 18 февраля 2012 года, был сертифицирован в начале 2013 года и впервые поднялся в воздух на A350 14 июня 2013 года. Он сохраняет характерную трехвальную компоновку. Trent, с вентилятором диаметром 3,00 м (118 дюймов), катушкой IP и HP. XWB-84 создает тягу до 84 200 фунтов силы (375 кН), а XWB-97 - до 97 000 фунтов силы (431 кН). Двигатель имеет степень двухконтурности 9,6:1 и степень давления 50:1 . Впервые он был остановлен в полете 11 сентября 2018 года, когда парк налетал 2,2 миллиона часов. Это самый мощный среди всех двигателей Трента.

Трент 7000

Rolls -Royce Trent 7000 используется исключительно на Airbus A330neo . О нем было объявлено 14 июля 2014 года, а первый полет он совершил 27 ноября 2015 года. Свой первый полет он совершил 19 октября 2017 года на борту самолета A330neo. 20 июля 2018 года он получил сертификат типа EASA как вариант Trent 1000. Впервые он был доставлен 26 ноября, а к 20 декабря он был одобрен для ETOPS 330. По сравнению с Trent 700 A330, двигатель мощностью 68 000–72 000 фунтов силы (300–320 кН) удваивает степень двухконтурности до 10: 1 и вдвое снижает уровень шума. Соотношение давлений увеличено до 50:1, имеется вентилятор диаметром 112 дюймов (280 см) и система отбора воздуха .Расход топлива снижен на 11%.

Неавиационные варианты

МТ30 (Морская турбина)

MT30 (Морская турбина) является модификацией Trent 800 (с установленным редуктором Trent 500), производящей 36  МВт для морского применения. Текущая версия представляет собой турбовальный двигатель мощностью 36 МВт, использующий ядро ​​Trent 800 для привода силовой турбины, которая передает мощность на электрический генератор или на механические приводы, такие как водометы или гребные винты. Среди прочего, он используется на авианосцах Королевского флота класса « Куин Элизабет» .

Промышленная газовая турбина Trent 60

Эта модификация предназначена для выработки электроэнергии и механического привода, как и Marine Trent. Он выдает до 66 МВт электроэнергии при КПД 42%. [34] Он поставляется в двух основных версиях: DLE (Dry Low Emission) и WLE (Wet Low Emission). WLE закачивается водой, что позволяет ему производить 58 МВт в условиях ISO вместо 52 МВт. Он имеет те же компоненты, что и Trent 700 и 800. [34] Тепло выхлопных газов, около 416–433 ° C, [34] может использоваться для нагрева воды и привода паровых турбин, повышая эффективность установки. Помимо Rolls-Royce, ведущим производителем Trent 60 является британская компания Centrax LTD, [35] частная инжиниринговая фирма, базирующаяся в Ньютон-Эбботе, Великобритания.

Операционная история

Впервые запущенный в августе 1990 года как модель Trent 700 , Trent добился значительного коммерческого успеха, будучи выбранным в качестве стартового двигателя для всех трех вариантов 787 ( Trent 1000 ), A380 ( Trent 900 ) и A350 ( Trent XWB) . ). Ее общая доля на рынках, на которых она конкурирует, составляет около 40%. [36] Продажи двигателей семейства Trent сделали Rolls-Royce вторым по величине поставщиком крупных гражданских турбовентиляторных двигателей после General Electric , [37] оттеснив конкурента Pratt & Whitney на третье место. К июню 2019 года семья Трентов отработала более 125 миллионов часов. [38]

Singapore Airlines в настоящее время является крупнейшим оператором Trents с пятью вариантами в эксплуатации или в заказе, за ней следует British Airways с четырьмя вариантами в эксплуатации. заметка 2

Инциденты

17 января 2008 года самолет Boeing 777-236ER компании British Airways, выполнявший рейс BA038 из Пекина в Лондон, совершил аварийную посадку в аэропорту Хитроу после того, как оба двигателя Trent 800 потеряли мощность во время финального захода на посадку. Последующее расследование показало, что на топливно-масляном теплообменнике скопился лед, выделившийся из топливной системы, что привело к ограничению подачи топлива в двигатели. [39] Это привело к появлению Директив по летной годности, предписывающих замену теплообменника. [40] Этот приказ был распространен на двигатели серий 500 и 700 после того, как аналогичная потеря мощности наблюдалась на одном двигателе Airbus A330 [40] в одном инциденте и на обоих двигателях в другом. [41] Модификация предполагает замену лицевой панели со множеством небольших выступающих трубок на плоскую. [42]

4 ноября 2010 года в самолете Airbus A380-842 с двигателем Trent 972-84 (регистрация VH-OQA) рейса QF32 компании Qantas, следовавшем из Сингапура в Сидней, произошел неконтролируемый отказ двигателя (взрыв). Причина была в неправильно изготовленном патрубке подачи масла. Более подробную информацию можно найти в статье о Trent 900 .

Исследовать

Доступные краткосрочные низкие выбросы

В период с 1 марта 2000 г. по 28 февраля 2005 г. ЕС финансировал проект EEFAE , целью которого было разработать и протестировать две программы по сокращению выбросов CO 2 на 12–20% и оксидов азота до 80% с 2007/2008 гг., с общим бюджетом 101,6 миллиона евро, включая 50,9 евро от ЕС, координируется Rolls-Royce plc . [43] Его поровну разделили между демонстратором ANTLE и программой CLEAN для долгосрочного технологического применения. Программа ANTLE нацелена на сокращение выбросов CO 2 на 12 %, выбросов NO x на 60 % , стоимости приобретения на 20 %, стоимости жизненного цикла на 30 % и цикла разработки на 50 %, одновременно повышая надежность на 60 %. Этап испытаний завершился к лету 2005 года. [44]

Двигатель ANTLE был создан на базе Rolls-Royce Trent 500 . [45] Rolls-Royce Deutschland отвечала за компрессор высокого давления, Rolls-Royce UK за камеру сгорания и турбину высокого давления, итальянская Avio за турбину среднего давления, а ITP за турбину низкого давления (LPT) и внешний предполагает инвестиции в размере 20,5 миллионов евро, что составляет 20% доли в программе. [44] Volvo Aero отвечала за конструкции задней турбины. [46] Он оснащен новым 5-ступенчатым компрессором ВД , камерой сгорания на бедной смеси, турбиной ВД без кожуха и турбиной ВД с изменяемой геометрией. Также были установлены новая коробка передач Hispano Suiza, новая распределенная система управления Goodrich и новая масляная система Techspace Aero .

Усовершенствованная система низкого давления (ALPS)

После летных испытаний лопастей вентилятора CTi с титановой передней кромкой и карбоновым корпусом в 2014 году они провели испытания в помещении и на открытом воздухе в 2017 году, включая исследования бокового ветра , шума и зазора между законцовками , картирование флаттера , испытания производительности и условий обледенения . В 2018 году компания Rolls-Royce проведет наземные испытания своего демонстратора ALPS: Trent 1000 , оснащенного композитными лопастями вентилятора и корпусом, включая испытания при столкновении с птицами . [47]

Продвигать

26 февраля 2014 года компания Rolls-Royce подробно рассказала о будущих разработках своего Trent. Advance — это первая конструкция, которая может быть готова к концу 2020-х годов и призвана обеспечить как минимум на 20% лучшее сжигание топлива , чем первое поколение Trents. [48] ​​Коэффициент байпаса Advance должен превышать 11:1, а общий коэффициент давления – 60:1. [49]

В предыдущих Трентах золотник высокого давления был одинаковым во всех моделях, а двигатель был усовершенствован за счет увеличения работы золотника промежуточного давления. Advance меняет эту тенденцию, и нагрузка смещается в сторону золотника высокого давления с большей степенью сжатия, до 10 ступеней компрессора по сравнению с 6 на Trent XWB, и двухступенчатой ​​турбиной, заменяющей нынешнюю одноступенчатую. Компрессор IP сократится с 8 ступеней сегодняшнего XWB до 4, а турбина IP будет одноступенчатой, а не двухступенчатой. [50]

Наземный демонстратор Advance3 включает в себя экономичную сжигание , ранее запускавшуюся только на архитектуре Trent; композит с керамической матрицей (КМК) для обеспечения высокотемпературной устойчивости турбины в сегментах уплотнения первой ступени и литой связке лопаток первой ступени; гибридные шарикоподшипники с керамическими роликами, движущимися по металлическим дорожкам качения, необходимые для работы в условиях высоких нагрузок внутри сердечников меньшего размера. [51]

Открытый в 2016 году завод RR CMC стоимостью 30 миллионов долларов в Калифорнии произвел первые детали — уплотнения — для начала их эксплуатации, а затем их использовали в статических компонентах турбины ВД второй ступени. Двойная система распределения топлива в камере сгорания, работающей на обедненной смеси, усложняет работу за счет сложной системы управления и переключения, а также удваивает количество трубопроводов, но должна улучшить расход топлива и снизить выбросы NOx . Гибридные керамические подшипники заново сконфигурированы, чтобы справляться с изменениями нагрузки и более высокими температурами. [52]

Больше регулируемых лопастей в одной ступени компрессора IP и четырех ступенях компрессора HP будут оптимизированы для постоянных изменений в диапазоне полета . Воздушная труба производится методом аддитивного производства , а компоненты прототипа поступают от новых поставщиков. Advance3 будет измерять нагрузку на подшипники, попадание воды, источники шума и их устранение, нагрев и грохот камеры сгорания , в то время как кончик лопасти, внутренние зазоры и работу адаптивного управления фиксируются в движении для проверки термомеханического моделирования. Новому среднеразмерному самолету Boeing необходимо снизить диапазон тяги. Усовершенствованные охлаждаемые металлические компоненты и композитные детали с керамической матрицей будут испытаны в конце 2018 года на демонстрационном автомобиле на базе Trent XWB-97 в рамках инициативы по технологии высокотемпературных турбин (HT3). [52]

Активная зона будет объединена с вентилятором Trent XWB-84 и турбиной Trent 1000 LP для наземных испытаний в середине 2017 года. [53] Демонстратор Advance3 был отправлен с производственного предприятия в Бристоле на испытательный стенд в Дерби в июле 2017 года для оценки до начала 2018 года. [52] Первые запуски демонстратора начались в Дерби в ноябре 2017 года. [54]

В начале 2018 года демонстратор достиг 90% мощности ядра, достигнув давления P30 450 фунтов на квадратный дюйм (31 бар) в задней части компрессора ВД , при этом измерялись нагрузки на подшипники , измененные из-за другой компоновки компрессора. [55] Камера сгорания на бедной смеси не издавала никакого грохота , поскольку дальнейшие испытания будут охватывать попадание воды, шум , рентгеновские снимки работающего двигателя, а также тепловые исследования активной зоны и горячего конца . [47] К июлю 2018 года ядро ​​Advance3 работало на полную мощность. [56] К началу 2019 года двигатель отработал более 100 часов. [57]

Усовершенствованная система сгорания с низким уровнем выбросов (ALECSys)

Автономный двигатель будет тестировать ALECSys на земле, прежде чем другой будет подвергнут летным испытаниям . [52] Наземные испытания камеры сгорания на обедненной смеси были завершены на модифицированном Trent 1000 в январе 2018 года, а затем в феврале 2018 года его отправили в Манитобу для испытаний в холодную погоду, включая запуски и попадание льда . Последуют испытания на шум на внешней установке, а затем летные испытания в ближайшие пару лет после 2018 года. [47]

УльтраФан

После Advance появится UltraFan, который первоначально должен был быть готов к эксплуатации с 2025 года. Это турбовентиляторный двигатель с редуктором и системой вентиляторов с регулируемым шагом , которая обещает как минимум 25% улучшение сжигания топлива. [48] UltraFan нацелен на степень двухконтурности 15:1. и общее соотношение давлений 70:1. [49]

Ultrafan сохраняет ядро ​​Advance, но также содержит турбовентиляторную архитектуру с редуктором и лопастями вентилятора с регулируемым шагом. Поскольку угол наклона вентилятора будет меняться для оптимизации каждого этапа полета, реверсор тяги ему не понадобится . Rolls-Royce будет использовать лопасти вентилятора из углеродного композита вместо обычных полых титановых лопастей, что наряду с внедрением нового материала позволит сэкономить 340 кг (750 фунтов) на двигатель. [50]

Вентилятор с переменным шагом облегчит работу вентилятора с низким коэффициентом давления . [58] Rolls-Royce будет сотрудничать с Industria de Turbo Propulsores для тестирования технологий IP (ионного покрытия) турбинных лопаток, которые войдут в UltraFan. [59] В Далевице недалеко от Берлина компания Rolls-Royce построила силовую установку, имитирующую условия нагрузки в полете, рассчитанную на зубчатые системы мощностью 15–80 МВт (20 000–107 000 л.с.); и нанимает 200 инженеров. Передаточное число начальной испытательной передачи будет приближаться к 4:1, а тяга может достигать 440 кН (100 000 фунтов силы). [60] Специально построенный испытательный стенд требует инвестиций в размере 84 миллионов евро (94 миллиона долларов США). [52]

В сотрудничестве с Liebherr в октябре 2016 года был впервые запущен редуктор UltraFan мощностью 75 МВт (100 000 л.с. ) . , первоначальный концептуальный проект демонстратора UltraFan должен быть заморожен в 2017 году. [53] В сентябре 2016 года в ходе испытаний моделировалась качка и крен самолета на стенде для определения расхода масла в коробке передач. [63] Редуктор прошел испытания на высокой мощности в мае 2017 года. [63] [64] UltraFan будет иметь диаметр 300 см (120 дюймов), а его лопасти вентилятора с передними кромками из титана оцениваются в рамках программы ALPS. [52]

На конференции Международного общества воздушно-реактивных двигателей (ISABE) в сентябре 2017 года в Манчестере, Великобритания, технический директор Rolls-Royce Пол Стейн объявил, что мощность достигла 52 МВт (70 000 л.с.). [65] В начале 2018 года была испытана третья коробка передач, оценивавшая выносливость и надежность . [47] Первая коробка передач была разобрана для оценки, что подтвердило прогнозы производительности компонента . [47] Полный демонстратор будет построен через несколько лет, начиная с 2018 года. [47] В апреле 2018 года Airbus согласился обеспечить интеграцию самолета и его гондолы , а также провести летные испытания, совместно финансируемые исследовательской программой Европейского Союза Clean Sky 2. [66]

На авиасалоне ILA в Берлине в апреле 2018 года были подтверждены летные испытания самолета Boeing 747-200 компании Rolls-Royce . [67] Демонстратор будет генерировать тягу 310–360 кН (70 000–80 000 фунтов силы), используя текущие испытания Advance 3 и коробки передач мощностью 52 МВт (70 000 л.с.). [67] Диаметр его вентилятора может достигать 356 см (140 дюймов) по сравнению с 300 см (118 дюймов) у Trent XWB и 340 см (134 дюйма) у GE9X . [67]

Более высокая степень двухконтурности и более низкая степень давления вентилятора вызывают нестабильность работы вентилятора на низких оборотах, которую устраняют с помощью лопастей с регулируемым шагом вместо реактивного сопла с изменяемой площадью . [68] Наряду с устранением реверсора тяги короткая тонкая гондола будет легче и менее тяжёлой , но при обратной тяге поток искажается, и его приходится поворачивать вокруг сопла в перепускной канал , а затем снова частично реверсировать в промежуточный компрессор . [68] Большой вентилятор может привести к созданию планеров типа «крыло чайки» . [68] К июлю 2018 года конфигурация UltraFan была заморожена перед детальным проектированием, а затем изготовлением компонентов для наземных испытаний в 2021 году. [56] Планетарный редуктор диаметром 800 мм (2 фута 7 дюймов) имеет пять планетарных шестерен, рассчитан на мощность турбовентиляторных двигателей мощностью 110–490 кН (25 000–110 000 фунтов силы) и к началу 2019 года наработал более 250 часов. [57]

В феврале 2019 года потенциальное внедрение было отложено до 2027 года, чтобы модернизировать нынешние самолеты после полномасштабных наземных испытаний в 2021 году . Трент 800, 2030-2040-е годы. [69] Встроенный стартер-генератор мощностью 100–500 кВт (130–670 л.с.) на холодном конце вала позволит использовать меньший привод вспомогательных агрегатов . [69] Он мог приводить в действие всасывающий вентилятор пограничного слоя в хвостовой части фюзеляжа с эффективностью на 35% выше, чем в 2000 году. [69]

К февралю 2020 года компания Rolls-Royce производила лопасти вентилятора из углеродного волокна диаметром 355 см (140 дюймов) в Бристоле, Великобритания, сэкономив за счет композитного корпуса вентилятора до 700 кг (1500 фунтов) на двухдвигательном двигателе. [70] К марту 2022 года компания Rolls-Royce перевезла силовую коробку передач, испытанную на мощность 64 МВт (86 000 л.с.), из Далевица на свою площадку в Великобритании для сборки, [71]

К маю 2023 года был осуществлен первый запуск демонстратора мощностью 80 000 фунтов силы (360 кН) с коэффициентом двухконтурности 14: 1, углеродно-титановыми лопатками вентилятора, сердечником Advance3 и новой камерой сгорания. [72] Благодаря топливной эффективности на 10 % выше, чем у Trent XWB, в 2030-х годах эта архитектура сможет охватывать диапазон тяги 111–444 кН (25 000–100 000 фунтов силы ) для одно- или двухфюзеляжных самолетов. [72]

В ноябре 2023 года было объявлено, что демонстратор достиг не менее 85 000 фунтов силы (380 кН) в испытаниях на максимальную мощность, что превышает проектное задание в 80 000 фунтов силы, и наработал более 70 часов работы. [73]

Приложения

Технические характеристики

Смотрите также

Связанные разработки

Связанные списки

Сноски

Примечания

  1. ^ На 10 % лучше, чем Трент 700.
  2. ^ Преимущество в расходе топлива на 15 процентов по сравнению с оригинальным двигателем Trent.
1. ^ Взаимозаменяемость двигателей делает 787 более гибким активом для авиакомпаний, позволяя им переходить с двигателя одного производителя на двигатель другого в свете любых будущих разработок двигателей, которые более точно соответствуют их эксплуатационному профилю. Стоимость такого изменения потребует значительной разницы в эксплуатационных расходах между двумя типами двигателей, чтобы сделать его экономичным. Разница, которой сегодня нет в двигателях. [ нужна цитата ]
2. ^ Singapore Airlines имеет 58 самолетов 777 с двигателями Trent 800 и 5 самолетов A340-500 с двигателями Trent 500; у нее также есть заказ на еще 19 самолетов A330-300 с двигателем Trent 700, 19 самолетов A380-800 с двигателем Trent 900 и 20 самолетов A350 XWB-900 с двигателем Trent XWB. [1] Если она выберет Trent 1000 для своего заказа на 20 самолетов 787-9, она станет первой авиакомпанией, которая будет эксплуатировать 6 различных версий Trent.

Рекомендации

  1. ^ Пью, Питер (2002). Магия имени, часть третья . Иконные книги. ISBN 1-84046-405-4.
  2. ^ «Роллс изучает разработку двигателя Rb211-700 для будущих самолетов Twinjet» . Авиационная неделя . 8 июня 1987 г. с. 23.
  3. ^ ab «Rolls-Royce инвестирует 540 миллионов долларов в разработку обновленной версии RB211» . Авиационная неделя . 20 июня 1988 г. с. 30.
  4. ^ «Роллс подтверждает веру в -524L» . Рейс Интернешнл . 10 сентября 1988 года.
  5. ^ «Twa подтверждает заказы на 20 самолетов A330 и выбирает двигатель Rolls» . Авиационная неделя . 26 июня 1989 г. с. 91.
  6. ^ ab «Производители двигателей активизируют усилия по коммерческому маркетингу». Авиационная неделя . 10 сентября 1990 г. с. 18.
  7. ^ ab «Rolls связывает глобальную стратегию с семейством двигателей Trent». Авиационная неделя . 1992. с. 72.
  8. ^ Ганстон, Билл (1989). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей . Кембридж, Великобритания: Патрик Стивенс Лимитед. ISBN 978-1-85260-163-8.
  9. ^ «Текущие показатели аэрокосмической отрасли Великобритании - возвратные инвестиции в запуск (RLI)» . Специальный комитет по торговле и промышленности – Пятнадцатый доклад . Палата общин. 5 апреля 2005 г.
  10. Дэвид Камински-Морроу (28 февраля 2020 г.). «Rolls-Royce близок к безубыточности поставки силовой установки А350-900» . Флайтглобал .
  11. ^ Спиттл, Питер (ноябрь 2003 г.). «Газотурбинная технология» (PDF) . Компания Роллс-Ройс .
  12. ^ «Rolls-Royce стандартизирует гибрид RB211 после успеха на рынке» . Рейс Интернешнл . 6 мая 1998 г.
  13. ^ «Паспорт типа сертификата № E.047» (PDF) . EASA. 21 февраля 2019 г.
  14. Донохью, JA (31 октября 2004 г.). «Вениатор – это вещь». Мир воздушного транспорта . Архивировано из оригинала 2 сентября 2007 года.
  15. ^ «Приказывает Макдоннеллу запустить программу MD-11» . Авиационная неделя . 5 января 1987 г. с. 35.
  16. ^ «Роллс, Макдоннелл Дуглас отменяет планы по выпуску Md-11 с двигателем Трента» . Авиационная неделя . 29 июля 1991 г. с. 32.
  17. ^ «Rolls-Royce завершает проектирование двигателя Trent 700 для A330, MD-12» . Авиационная неделя . 17 февраля 1992 г. с. 67.
  18. ^ «Rolls-Royce увеличит вентилятор двигателя Трента для 767-X, но сохранит много общего» . Авиационная неделя . 16 апреля 1990 г. стр. 21–22.
  19. ^ «Правление [Boeing] утверждает спецификации 777-200X/300X» . Флайтглобал . 5 марта 1997 г.
  20. ^ «GE первой согласовала меморандум о взаимопонимании для силовой установки 777-200X/300X» . Флайтглобал . 26 марта 1997 г.
  21. ^ "Длинный путь Боинга" . Флайтглобал . 3 декабря 1997 г.
  22. Гай Норрис (3 июня 1998 г.). «Rolls-Royce завершает проектирование Trent 8104 и ждет 777-X» . Флайтглобал .
  23. Гай Норрис (27 января 1999 г.). «Первоначальные испытания Trent 8104 выявили новый потенциал роста». Флайтглобал .
  24. Гай Норрис (9 июня 1999 г.). «Абсолютная власть». Флайтглобал .
  25. Гай Норрис и Пол Льюис (14 июля 1999 г.). «GE90 обеспечивает эксклюзивное положение на 777X». Флайтглобал .
  26. ^ «Вопрос выбора». Флайтглобал . 1 марта 2000 г.
  27. Норрис, Гай (20 марта 2000 г.). «Лауда и Кения тяжело смотрят на Боинг 767» . Рейс Интернешнл .
  28. Джулиан Моксон, Гай Норрис (25 июля 2000 г.). «RR предлагает Trent 600 для 767-400ERX и 747X». Рейс Интернешнл .
  29. Rolls-Royce (25 июля 2000 г.). «Rolls-Royce подписывает соглашение о Trent 600 с Boeing» (Пресс-релиз).
  30. ^ «Новейший Boeing 767 вдохновлен будущим — представляем Boeing 767-400ER» (пресс-релиз). Боинг. 26 июля 2000 г.
  31. Гай Норрис, Эмма Келли (3 апреля 2001 г.). «Boeing Sonic Cruiser вытесняет 747X». Рейс Интернешнл .
  32. ^ «Boeing запускает новое семейство 747-8» (пресс-релиз). Боинг. 14 ноября 2005 г.
  33. Макс Кингсли-Джонс, Гай Норрис (29 ноября 2005 г.). «Улучшенный А340 для победы над 777». Рейс Интернешнл .
  34. ^ abc "Газовая турбина Industrial Trent 60" . Проверено 28 марта 2015 г.
  35. ^ «Генераторная установка Trent 60 WLE (66 МВт)» . Газовые турбины Сентракс. Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 28 марта 2015 г.
  36. ^ «Самая большая доля рынка широкофюзеляжных самолетов нового поколения» . Архивировано из оригинала 18 июля 2007 года . Проверено 22 июля 2007 г.
  37. ^ «GE держит ключ к власти - анализ поставок авиалайнеров, 2007 г.» . Рейс Интернешнл . 21 февраля 2007 года . Проверено 23 февраля 2007 г.
  38. ^ «Rolls-Royce и Аэрофлот празднуют рекорд двигателя» (Пресс-релиз). Rolls-Royce. 19 июня 2019 г.
  39. ^ «Rolls-Royce модифицирует Трента, поскольку испытания повторяют обледенение BA 777» . Рейс Интернешнл . 12 марта 2009 года . Проверено 15 марта 2009 г.
  40. ^ ab «Директивы по летной годности; турбовентиляторные двигатели Rolls-Royce plc RB211-Trent серий 500, 700 и 800» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 октября 2015 года.
  41. Дэвид Камински-Морроу (12 марта 2010 г.). «EASA подозревает обледенение двух двигателей в инциденте с А330» . FlightGlobal .
  42. Дэвид Камински-Морроу (9 февраля 2010 г.). «Роллс-Ройс: модификация Трента« устранит »риск обледенения топлива» . FlightGlobal .
  43. ^ «Эффективный и экологически чистый авиационный двигатель (EEFAE)» . КОРДИС . 12 апреля 2005 г.
  44. ^ ab ITP Industria de Turbopropulsores (29 июня 2005 г.). «Завершение испытаний европейского авиационного двигателя «ANTLE», разработанного для защиты окружающей среды» (Пресс-релиз).
  45. ^ Пол Родригес Гарсия; Кейт Р. Холланд (июль 2013 г.). «Изучение и разработка технологий извлечения шума сгорания самолетов». 20-й Международный конгресс по звуку и вибрации .
  46. ^ Роберт Лундберг; Матс Лейон; Линда Стрём; Ола Исакссон (2005). «Разработка структурных компонентов для ANTLE и CLEAN, европейских механизмов проверки технологий» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики.
  47. ^ abcdef Майкл Губиш (6 февраля 2018 г.). «Rolls-Royce продвигает демонстраторов новых технологий». Флайтглобал .
  48. ^ ab «Rolls-Royce делится конструкциями двигателей следующего поколения» (пресс-релиз). Rolls-Royce.com. 26 февраля 2014 г.
  49. ^ ab «Rolls-Royce раскрывает план двигателя следующего поколения» . Авиационная неделя . 26 февраля 2014 г.
  50. ^ ab «Расширенная информация о Rolls-Royce и план испытаний UltraFan» . Неделя авиации и космических технологий . 25 августа 2014 г.
  51. ^ «Advance3 - Продвижение современного уровня техники вперед» . Авиационная неделя . 23 февраля 2016 г.
  52. ^ abcdef Доминик Перри (16 июня 2017 г.). «Rolls-Royce продвигается вперед с демонстратором Advance3» . Полет Глобал .
  53. ↑ ab Гай Норрис (3 апреля 2017 г.). «Rolls-Royce может предложить UltraFan для нового среднеразмерного самолета Boeing». Неделя авиации и космических технологий .
  54. Гай Норрис (27 ноября 2017 г.). «Роллы отмечают Трента и продвигают вехи». Сеть «Авиационная неделя» .
  55. Гай Норрис (6 февраля 2018 г.). «Ускорение базовой демо-версии следующего поколения для Rolls-Royce». Сеть «Авиационная неделя» .
  56. ↑ ab Гай Норрис (15 июля 2018 г.). «Концепция UltraFan заморожена, пока катки дросселируют новое ядро» . Неделя авиации и космических технологий .
  57. ↑ ab Гай Норрис (9 мая 2019 г.). «Тестирование UltraFan остается ключевым направлением деятельности Rolls, несмотря на выход из NMA» . Неделя авиации и космических технологий .
  58. ^ Марк Томас (21 октября 2014 г.). «Двигатели следующего поколения» (PDF) . Rolls-Royce.
  59. ^ «Rolls-Royce присоединяется к исследовательской программе ITP для UltraFan™» (пресс-релиз). Rolls-Royce. 15 июля 2015 г.
  60. Гай Норрис (27 мая 2015 г.). «Rolls-Royce замораживает разработку первого испытательного оборудования UltraFan». Неделя авиации и космических технологий .
  61. ^ «Rolls-Royce впервые использует самую мощную в мире коробку передач для аэрокосмической отрасли» (пресс-релиз). Rolls-Royce. 24 октября 2016 г.
  62. Грегори Полек (24 октября 2016 г.). «Rolls-Royce впервые запускает коробку передач UltraFan». Международные авиационные новости .
  63. ^ ab «Коробка передач UltraFan начинает испытания на высокой мощности» . Полет Глобал . 25 мая 2017 г.
  64. Виктория Мурс (25 мая 2017 г.). «Rolls-Royce начинает испытания коробки передач UltraFan на высокой мощности» . Сеть «Авиационная неделя» .
  65. ^ «Rolls-Royce устанавливает новый рекорд в аэрокосмической отрасли с помощью UltraFan® Power Gearbox» (пресс-релиз). Rolls-Royce. 4 сентября 2017 г.
  66. ^ «Airbus и Rolls-Royce подписывают соглашение о сотрудничестве по интеграции двигателей UltraFan» (пресс-релиз). Аэробус. 25 апреля 2018 г.
  67. ↑ abc Гай Норрис (2 мая 2018 г.). «Демонстратор Airbus-Rolls UltraFan будет летать на испытательном стенде 747» . Сеть «Авиационная неделя» .
  68. ↑ abc Гай Норрис (9 мая 2018 г.). «Демонстратор Airbus-Rolls UltraFan, использующий Boeing 747 в качестве испытательного стенда» . Неделя авиации и космических технологий .
  69. ^ abcd Гай Норрис (5 ноября 2019 г.). «Rolls-Royce изучает более электрический UltraFan». Неделя авиации и космических технологий .
  70. Доминик Перри (11 февраля 2020 г.). «Rolls-Royce начинает производство лопастей UltraFan» . Флайтглобал .
  71. Дэвид Камински-Морроу (11 марта 2022 г.). «Редуктора Crucial UltraFan передана на заводы Rolls-Royce в Великобритании». FlightGlobal . Архивировано из оригинала 24 января 2023 года.
  72. ^ аб Доминик Перри (18 мая 2023 г.). «Rolls-Royce впервые запускает UltraFan» . FlightGlobal .
  73. Доминик Перри (13 ноября 2023 г.). «Rolls-Royce запускает UltraFan на полную мощность» . FlightGlobal .
  74. ^ «Газотурбинные двигатели» (PDF) . Авиационная неделя . 28 января 2008 г. стр. 137–138. Архивировано из оригинала (PDF) 6 ноября 2018 года . Проверено 3 июля 2017 г.
  75. ^ Питт, Иван Л.; Норсуорси, Джон Рэндольф (1999). Экономика индустрии коммерческих авиаперевозок США: производительность, технологии и дерегулирование. Спрингер Сайенс+Бизнес Медиа, ООО. п. 46. ​​дои : 10.1007/978-1-4615-5031-0. ISBN 978-1-4613-7286-8. ОСЛК  828735404.
  76. ^ «Паспорт типа сертификата двигателей RB211 Trent серии 700» (PDF) . EASA. 14 октября 2014 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 августа 2016 г. . Проверено 1 июля 2017 года .
  77. ^ ab "Плакат Трента 700" . Rolls-Royce.
  78. ^ "Информационный листок сертификата типа Trent 800" . EASA. Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2016 года . Проверено 1 июля 2017 года .
  79. ^ «Паспорт типа сертификата Trent 500» (PDF) . EASA.
  80. ^ «Паспорт типа сертификата» (PDF) . Федеральная авиационная администрация . 6 июня 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 31 октября 2008 г. . Проверено 3 ноября 2007 г.
  81. ^ «Паспорт типа сертификата» (PDF) . EASA. 11 июля 2016 г.
  82. ^ «Инфографика Трента 7000» (PDF) . Холдинг Роллс-Ройс . Ноябрь 2016.
  83. ^ «Паспорт типа сертификата E.036» (PDF) . EASA. 20 июля 2018 г.
  84. ^ «Паспорт типа сертификата E.111» (PDF) . EASA. 20 апреля 2016 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2016 г.

Внешние ссылки