Войти
| RB211 | |
|---|---|
 | |
| В Technik Museum Speyer без передней крышки | |
| Тип | Турбореактивный двигатель |
| Национальное происхождение | Великобритания |
| Производитель | Rolls-Royce |
| Первый запуск | 1969 |
| Основные области применения | Boeing 747. Boeing 757. Boeing 767. Lockheed L-1011 TriStar. Tupolev Tu-204 |
| Выпускался | 1969–1997 |
| Разработан в | Rolls-Royce Trent |
Rolls-Royce RB211 - это британское семейство турбовентиляторных двигателей с высоким байпасом, производимых Rolls-Royce plc. Неправильное управление первоначальной разработкой и связанные с этим проблемы с расходами привели к эффективной национализации Rolls-Royce Limited, чтобы сохранить рабочую силу и двигатели, важные для Великобритании и многих других аэрокосмических и авиационных компаний.
Двигатели способны создавать от 41 030 до 59 450 фунтов силы (от 182,5 до 264,4 кН) тяги.
Первоначально разработанные для Lockheed L-1011 TriStar, он был принят на вооружение в 1972 г. и был единственным двигателем, установленным на самолетах этого типа. Двигатель RB211 был первым серийным трехконтактным двигателем, который превратил Rolls-Royce из значительного игрока в авиадвигательной промышленности в мирового лидера. В начале 1970-х компания считала двигатель способным непрерывно совершенствоваться не менее 50 лет.
RB211 был официально заменен в 1990-х годах на Rolls-Royce Trent Семейство двигателей, концептуальное детище RB211.
В 1966 году American Airlines объявила о потребности в новом авиалайнере средней и малой дальности с акцентом на недорогие перевозки в расчете на одно место. В то время как компания искала двухмоторный самолет, производителям самолетов требовалось более одного заказчика, чтобы оправдать разработку нового авиалайнера. Восточные авиалинии были заинтересованы, но требовали большей дальности полета и для выполнения длинных маршрутов над водой. В то время для обеспечения резервирования требовалось три двигателя. Другие авиакомпании также предпочли три двигателя. Lockheed и Douglas ответили дизайном, L-1011 TriStar и DC-10 соответственно. Оба имели три двигателя, трансконтинентальный диапазон и вмещали около 300 пассажиров в широкофюзеляжной компоновке с двумя проходами.
Широкофюзеляжный McDonnell-Douglas DC-10 был представителем инновационных технологий самолетов и авиадвигателей, которые затем применялись производителями планеров США и Европы для обеспечения авиакомпаний самолетами очень большой грузоподъемности и коротких габаритов. / от среднего до дальнего. Эти самолеты очень большой грузоподъемности были необходимы для решения проблемы значительного увеличения количества пассажиров и воздушного движения, которое тогда прогнозировалось в отрасли. В Европе исследования концепции авиалайнеров большой вместимости проводились как частными, так и государственными организациями с конца 1950-х - начала 1960-х годов. Многие из исследований, проведенных авиационными компаниями, были ориентированы на самолет от 200 до 300 мест с высокими тактическими характеристиками, основанный на использовании принципиально новой технологии авиационного двигателя с высокой степенью двухконтурности.
В период с 1964 по 1967 год Hawker Siddeley Aviation в рамках проверки требований British European Airways (BEA) произвел 160-местный HS.132 и 185-местный HS.134; оба предлагают перспективу сокращения на 25–30% стоимости места на милю по сравнению с самолетами, находящимися в эксплуатации. В обоих конструкциях должны были использоваться два авиадвигателя Rolls-Royce RB.178 с новой технологией мощностью 30 000 фунт-сила, чтобы обеспечить превосходные эксплуатационные характеристики по сравнению с тремя двигателями современности первого поколения.
Согласно Cownie, Gunston, Hayward и Департамент торговли и промышленности Великобритании (DTI), корни усовершенствованного RB.178 уходят корнями в 1961 год, когда Rolls-Royce официально инициировал работы над авиадвигателем с высокой степенью двухконтурности в качестве замены для Конвей. Компания продолжила проект и под руководством Адриана Ломбарда построила двухкатушечный демонстратор. Общие затраты на разработку RB.178 составили 2,6 миллиона фунтов стерлингов. Для сравнения, компании GE и PW получили от Министерства обороны США почти 20 миллионов долларов на разработку и производство демонстраторов технологий TF39 и STF200.
RB.178 был построен на надежных и экономические преимущества, присущие Conway, и, учитывая наследие этого двигателя, характеристики нового двигателя выглядели определенными. RB.178 (обозначенный как серия 16), по-видимому, был двигателем, предложенным для Vickers Superb DB.265 (VC10 ), с четырьмя двигателями, приводящими в действие трансатлантический авиалайнер большой мощности.
Возможно, есть много причин, по которым RB.178 не взлетел. Главным из них был отказ компании Boeing принять двигатель Rolls-Royce на трансатлантический 747.
RB.178 был отменен в мае 1966 года, а в июне 1966 года Rolls-Royce заявил, что не хочет сражаться с PW над Boeing 747. В сентябре 1966 года Rolls-Royce объявил о своем решении запустить семейство двигателей Advanced Technology Engine (ATE), охватывающих тягу от 10 000 фунтов-силы (RB.203) до 60 000 фунтов-силы. (РБ.207). Семейство A.T.E представило новые масштабируемые технологии, такие как трехвальная архитектура, кольцевая камера сгорания высокого давления и структурно интегрированная силовая установка (гондола).
Оба самолета также требовали новых двигателей. Двигатели переживали период быстрого развития из-за внедрения концепции с большим байпасом, которая обеспечивала большую тягу, улучшенную экономию топлива и меньший уровень шума, чем более ранние конструкции с низким байпасом. Компания Rolls-Royce работала над двигателем с требуемым классом тяги 200 кН (45 000 фунтов силы-силы) для безуспешной попытки представить обновленный Hawker Siddeley Trident как RB178 . Позднее эта работа была разработана для тяги 211 кН RB207, которая будет использоваться на Airbus A300, до того, как Великобритания вышла из программы Airbus. был отменен в пользу программы RB211.
Rolls-Royce также работал над серией тройных катушек в качестве замены Conway, которая обещала обеспечить более высокую эффективность. В этой конфигурации три группы турбин вращают три отдельных концентрических вала для приведения в действие трех секций области компрессора, работающих с разными скоростями. Помимо того, что каждая ступень компрессора может работать с оптимальной скоростью, конструкция с тремя золотниками более компактна и жестка, хотя более сложна в изготовлении и обслуживании. В то время в разработке находилось несколько проектов, в том числе конструкция с осевым усилием в 10000 фунтов (44 кН), известная как RB203, предназначенная для замены Spey. В июле 1961 года начались работы по замене двигателя Конвея, а к 1966 году была проведена работа над двухконтурным демонстрационным двигателем для подтверждения конструкции компрессора, камеры сгорания и турбинной системы высокого давления. В 1965 году компания Rolls-Royce выбрала трехходовую систему как самую простую., экономичное решение проблемы снижения расхода топлива и уровня шума при постоянной мощности. Работа над RB211 как по сути уменьшенного RB207 началась в 1966-7 годах, первые сертифицированные двигатели должны были появиться к декабрю 1970 года с взлетной тягой 33 260 фунтов и по цене 511 000 долларов каждый.
В феврале 1968 года American Airlines выбрала Rolls-Royce RB.211 в качестве двигателя своего заказа на поставку до 50 McDonnell-Douglas DC-10. 7 марта 1968 года вашингтонский корреспондент The Times написал о попытке Конгресса заблокировать заявку Rolls-Royce на поставку двигателей для проектируемого аэробуса Соединенных Штатов. Представитель Роберт Тафт-младший из Огайо вызвал сопротивление из-за сообщения о том, что Rolls-Royce добился одобрения двигателя. 9 марта 1968 года The Times сообщила, что президент Джонсон получил письменные протесты от шести сенаторов и пяти представителей от Огайо и Нью-Мексико - штатов, которые выиграют, если будет выбран американский производитель. Их жалоба заключалась в том, что «в ходе переговоров между представителями авиакомпаний и британским правительством была дана недостаточно сбалансированная информация о позиции американского правительства по закупке иностранных двигателей». Конгресс США был обеспокоен тем, что импорт иностранных двигателей приведет к дефициту платежей США в размере 3 800 миллионов долларов и потере 18 000–20 000 рабочих мест.
23 июня 1967 г. Компания Rolls-Royce предложила Lockheed модель RB211-06 вместо L-1011. Новый двигатель должен был рассчитывать на тягу 33 260 фунтов-силы (147 900 Н) и сочетать в себе характеристики нескольких двигателей, находившихся в то время в стадии разработки: большой, высокой мощности, конструкции с большим байпасом от RB207 и конструкции с тремя золотниками от RB203. К этому была добавлена одна новая технология - ступень вентилятора, изготовленная из нового материала углеродного волокна под названием Hyfil, разработанного в RAE Фарнборо. Снижение веса было значительным по сравнению с аналогичным вентилятором из титана, что дало RB211 преимущество перед конкурентами в отношении отношения мощности к весу. Несмотря на то, что компания Rolls-Royce знала, что для двигателя, включающего эти новые функции, график будет сложным, он решил ввести RB211 в эксплуатацию в 1971 году.
Lockheed чувствовал, что новый двигатель дает L-1011 явное преимущество. по сравнению с аналогичным продуктом DC-10. Тем не менее, Дуглас также запросил у Rolls-Royce предложения по двигателю для двигателя DC-10, и в октябре 1967 года ответом стала версия RB211 с тягой 35 400 фунтов силы (157 000 Н), получившая обозначение RB211-10. Затем последовал период интенсивных переговоров между производителями планеров Lockheed и Douglas, поставщиками двигателей Rolls-Royce, General Electric и Pratt Whitney и крупными авиакомпаниями США. За это время цены были снижены, а требуемые значения тяги были увеличены. К началу 1968 года Rolls-Royce предлагал двигатель с тягой 40 600 фунтов силы (181 000 Н) под обозначением RB211-18. 29 марта 1968 года Lockheed объявила, что получила заказ на 94 TriStars, и разместила заказ у Rolls-Royce на 150 комплектов двигателей, обозначенных RB211-22.
Lockheed L-1011 TriStar заднее сопло Сложность RB211 потребовала длительного периода разработки и тестирования. К осени 1969 года компания Rolls-Royce изо всех сил пыталась выполнить взятые на себя обязательства по характеристикам: двигатель имел недостаточную тягу, избыточный вес и чрезмерный расход топлива. Ситуация еще больше ухудшилась, когда в мае 1970 года новая ступень вентилятора Hyfil (композит углеродное волокно ) после прохождения других испытаний разбилась вдребезги, когда в нее на высокой скорости стреляли куриной тушкой в рамках теста на проглатывание птицы.. Компания Rolls разрабатывала лезвие из титана как страховку от проблем с Hyfil, но это означало дополнительные затраты и больший вес. Это также принесло свои технические проблемы, когда было обнаружено, что только одна сторона титановой заготовки имела подходящее металлургическое качество для изготовления лопаток.
Кроме того, проект потерпел неудачу из-за смерти главного инженера Адриан «Лом» Ломбард в июле 1967 года, потеря, которая была описана как то, что Rolls-Royce «лишился одного из лучших инженеров по устранению неисправностей в отрасли».
«Это было слишком очевидно что инженеры Дерби, обычно гордые и самоуверенные до высокомерия, скатились от плохого к худшему, когда их великий лидер Ломбард был так внезапно оторван от них в 1967 году. Его смерть оставила вакуум, который никто не мог заполнить... "- Стэнли Хукер
В сентябре 1970 года Rolls-Royce сообщил правительству, что затраты на разработку RB211 выросли до 170,3 миллиона фунтов стерлингов, что почти вдвое превышает первоначальную оценку. Предполагаемые производственные затраты превысили цену продажи каждого двигателя в 230 375 фунтов стерлингов. Проект находился в кризисном состоянии.
К январю 1971 года Rolls-Royce стал несостоятельным и 4 февраля 1971 года был передан в конкурсное производство, серьезно угрожая программе L-1011 TriStar. Из-за своей стратегической важности компания была национализирована тогдашним консервативным правительством Эдварда Хита, что позволило завершить разработку RB211
.Поскольку Lockheed находился в уязвимом положении, британское правительство потребовало, чтобы правительство США гарантировало банковские ссуды, которые Lockheed потребовались для завершения проекта L-1011. Если бы Lockheed (которая сама была ослаблена трудностями) потерпела неудачу, рынок RB211 испарился бы. Несмотря на некоторую оппозицию, правительство США предоставило эти гарантии. В мае 1971 года возникла новая компания под названием "Rolls-Royce (1971) Ltd." приобрела активы Rolls-Royce у Получателя и вскоре после этого подписала новый контракт с Lockheed. Это пересмотренное соглашение отменило штрафы за просрочку поставки и увеличило цену каждого двигателя на 110 000 фунтов стерлингов.
Хью Конвей (управляющий директор RR Gas Turbines) убедил Стэнли Хукера уйти с пенсии. и вернуться к Роллс-Ройсу. В качестве технического директора он руководил группой других пенсионеров, в том числе Сирила Лавси и Артура Руббра, чтобы исправить оставшиеся проблемы на RB211-22. Двигатель был окончательно сертифицирован 14 апреля 1972 года, примерно на год позже, чем планировалось изначально, и 26 апреля 1972 года первый TriStar поступил на вооружение компании Eastern Air Lines. В 1974 году Хукер был посвящен в рыцари.>
Говоря об известном банкире в отношении RB211:
«Мы (Rolls-Royce) добавили ноль к его положению; раньше он считал 5 миллионов фунтов большой суммой, но через несколько недель на RB211 он понял, что 50 миллионов фунтов стерлингов - это мелочь ». - Стэнли Хукер.
Первоначальная надежность RB211 в эксплуатации была не так хороша, как ожидалось, из-за того, что программа разработки нацелена на обеспечение гарантий производительности двигателя. Первыми поставками была модель RB211-22C, стоимость которой несколько снизилась по сравнению с более поздней моделью -22B. Программа модификаций в течение первых нескольких лет эксплуатации значительно улучшила ситуацию, и с тех пор серия превратилась в высоконадежный двигатель.
RB211-524 на Qantas Boeing 747-300 Хотя изначально был разработан для L-1011-1, Rolls-Royce знал, что RB211 может быть разработан для обеспечения большей тяги. Модернизировав вентилятор и компрессор IP, команда Хукера увеличила тягу двигателя до 50 000 фунтов силы (220 кН). Новая версия, которая впервые была запущена 1 октября 1973 года, получила обозначение RB211-524 и могла бы устанавливать новые варианты L-1011, а также Boeing 747.
Rolls-Royce, безуспешно пытающиеся установить продал RB211 Boeing в 1960-х, но новый -524 предлагал значительные улучшения характеристик и эффективности по сравнению с Pratt Whitney JT9D, который Boeing первоначально выбрал для установки на 747. В октябре 1973 года Boeing согласился предложить RB211-524 на 747-200, и British Airways стали первой авиакомпанией, заказавшей эту комбинацию, которая поступила в эксплуатацию в 1977 году. Flight International заявил в 1980 году:
«Важность Стремление авиакомпаний к экономии топлива подчеркивается тем, что Qantas использует двигатель RB.211-524 для своих новых Boeing 747 - единственного самолета, на котором доступны все три фаната. Qantas обнаружил, что Boeing компании British Airways Боинг 747, оснащенный RB.211, сжигал примерно на 7% меньше топлива, чем его парк, оснащенный JT9D, что означает экономию около 1 миллиона долларов в год. r на самолет по сегодняшним ценам ».
Rolls продолжил разработку -524, увеличив его тягу до 51 500 фунтов-силы (229 кН) с -524C, затем 53 000 фунтов-силы (240 кН) с -524D, который был сертифицирован в 1981. Среди известных авиакомпаний-клиентов были Qantas, Cathay Pacific, Cargolux и South African Airways. Когда Boeing запустил более тяжелый 747-400, потребовалось больше тяги, и Rolls ответил на это - -524G с тягой в 58000 фунтов силы (260 кН), а затем -524H с 60 600. Это были первые версии с FADEC. -524H также предлагался в качестве третьего варианта двигателя на Boeing 767, и первый из них поступил на вооружение British Airways в феврале 1990 года.
были последними разработками двигателя -524, но когда компания Rolls разработала двигатель-преемник Trent, было обнаружено, что он может соответствовать улучшенной системе л.с. Trent 700 с двигателями -524G и -524H. Эти варианты были легче и предлагали улучшенную топливную экономичность и снижение выбросов; они были обозначены -524G-T и -524H-T соответственно. Также было возможно модернизировать существующие двигатели -524G / H до улучшенной конфигурации -T, и ряд авиакомпаний сделали это.
По мере разработки -524 становился все более надежным, а -524H достиг 180 -минут ETOPS одобрение на 767 в 1993. RB211 может иметь удельный расход топлива тяги около 0,6 фунта / (фунт-сила · ч).
-524L, начатая в 1987 году, чтобы обеспечить дальнейший рост на рынке A330 и 777, была более обширно переработана, значительные различия были учтены, что привело к тому, что двигатель в конечном итоге получил название «Трент», под которым продолжалась разработка названия. 127>
обслуживание RB211-535 на борту American Airlines Boeing 757 В середине 1970-х годов Boeing рассматривал дизайн для новый двухмоторный самолет на замену успешному 727. Когда размер предложенного самолета вырос со 150 пассажиров до 200, компания Rolls-Royce осознала, что RB211 можно адаптировать, уменьшив диаметр вентилятора и убрав первую ступень компрессора IP для производства двигателя с необходимой мощностью 37 400 фунтов силы (166 000 Н · м).) тяга. Новая версия получила обозначение RB211-535. 31 августа 1978 года Eastern Airlines и British Airways объявили о заказе на новый 757 с двигателем -535. Двигатель, получивший обозначение RB211-535C, был принят на вооружение в январе 1983 года. Это был первый случай, когда Rolls-Royce предоставил стартовый двигатель для самолета Boeing. Президент Eastern Airlines Фрэнк Борман назвал -535C «Лучшим авиадвигателем в мире».
В 1979 году компания Pratt Whitney начала производство его двигатель PW2000, показывающий, что топливная эффективность на 8% выше, чем у -535C для версии PW2037. Boeing поставил Rolls-Royce под давлением, чтобы поставить более конкурентоспособный двигатель для 757, и, используя в качестве основы более совершенный сердечник -524, компания произвела RB211-535E4 с тягой 40100 фунтов-силы (178000 Н), который поступил на вооружение в октябре 1984 года. Хотя он не был таким эффективным, как PW2037, он был надежнее и тише. Видимые отличия включают смешанное выхлопное сопло и больший конус вентилятора. Он также был первым, кто использовал вентилятор с широкой хордой, который увеличивает эффективность, снижает шум и обеспечивает дополнительную защиту от повреждения посторонними предметами. В результате на серийные самолеты было установлено относительно небольшое количество -535C, и почти все -535C до сих пор используются с Boeing 757-200, принадлежащими DHL, и один самолет является чартерным. Большинство использует -535E. Визуально 535C можно отличить от более поздних серий того же двигателя по характерному выхлопному каналу.
Вероятно, самый важный заказ на один -535E поступил в мае 1988 года, когда American Airlines заказала 50 самолетов 757 с двигателем -535E4, указав, что низкий уровень шума двигателя является важным фактором: это был первый раз после TriStar, когда Rolls-Royce получил значительный заказ от американской авиакомпании, и это привело к последующему доминированию на рынке -535E4 над моделью 757. Как ни странно (как сообщает Air International), во время объявления, сделанного American, выбор -535E4 был обнародован до выбора 757-го, хотя это было долгожданной новостью как для Rolls-Royce, так и для Boeing.
После сертификации на 757 самолет Е4 предлагался на российском авиалайнере Туполев Ту-204-120, поступившем на вооружение в 1992 году. Это была первая поставка российского авиалайнера. с западными двигателями. -535E4 также был предложен Boeing для переоснащения двигателя B-52H Stratofortress, заменив восемь TF33 четырьмя турбовентиляторными двигателями. Дальнейшая модернизация -535E4 была проведена в конце 1990-х годов с целью улучшения характеристик выбросов двигателя, заимствуя технологию, разработанную для Trent 700.
. -535E4 многие считают чрезвычайно надежным двигателем, и он достиг 180- минута ETOPS разрешение на 757 в 1990 году.
Когда Rolls-Royce разрабатывал -22, он понял, что разработать версию будет несложно. двигателя для наземной энергетики , а в 1974 году был запущен промышленный RB211. Когда вскоре после этого появился -524, его усовершенствования были включены в промышленный RB211, получивший обозначение RB211-24. Генератор постепенно разрабатывался в последующие годы и до сих пор продается в виде ряда генераторов мощностью 25,2–32 МВт. Многие из его установок использовались в морской нефтегазодобывающей промышленности.
Усовершенствованная газовая турбина класса 25 МВт WR-21 с промежуточным охлаждением и рекуперацией (ICR) была разработана для судовых двигателей.
Вентилятор RB211 at Гонконгский музей науки | Серия | -22 | -524B/C/D | -524G/H | -535 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Тип | Трехместный золотник ТРДД с большим байпасом | ||||
| Длина | 204,33 дюйма (5,190 м) | 179–189,8 4,55–4,82 м (4,55–4,82 м) | 187,35 дюйма (4,759 м) | 198,2 дюйма (5,03 м) | |
| Диаметр | 86,3 дюйма (2,19 м) Вентилятор | 74,1 дюйма (1,88 м) Вентилятор | |||
| Сухой вес | 11,929 фунтов. 5,411 кг | 11,000–11,199 фунтов. 4,990–5,080 кг | 12,540–12,764 фунтов. 5,688–5,790 кг | 8,169 фунтов. 3,705 кг | |
| Компрессор | 1 вентилятор, 7 IP ступеней, 6 ступеней HP | 1 вентилятор, 6 IP, 6 HP | |||
| Камера сгорания | кольцевая | ||||
| Турбина | 1 ступень HP, 1 ступень IP, 3 ступени LP | ||||
| Макс. чистая тяга | 41 030–42 670 фунтов силы. 182,5–189,8 кН | 49 120–52 810 фунтов силы. 218,5–234,9 кН | 56 870–59 450 фунтов силы. 253,0 –264,4 кН | 42 540 фунтов. 189,2 кН | |
| OPR | 24,7:1 | 28–29,5:1 | 32,8–32,9: 1 | 25: 1 | |
| Коэффициент байпаса | 5: 1 | 5: 1 | 4,3: 1 | 4,4: 1 | |
| Макс. продолж.. тяга TSFC | 0,382 фунта / фунт-сила / ч. 10,8 г / кН / с | 0,371–0,382 фунта / фунт-сила / ч. 10,5–10,8 г / кН / с | 0,3651–0,3889 фунт / фунт-сила / ч. 10,34–11,02 г / кН / с | 0,381 фунт / фунт-сила / ч. 10,8 г / кН / с | |
| Тяга / масса | 3,44–3,58 | 4,39–4,8 | 4,46–4,74 | 5,21 | |
| 100% об / мин | л.с. 10611, IP 7,000, LP 3,900 | HP 10,611, IP 7,000, LP 4,500 | |||
| EIS | 1972 | 1977–1981 | 1989–1998 | 1983–1989 | |
| Применения | Lockheed L-1011 -1/100 | Boeing 747 -200 / SP. Lockheed L-1011-200 / 250/500 | Boeing 747-400. Boeing 767 -300 (ER) | Boeing 757 -200/300. Туполев Ту-204 | |
-535E4 был первым двигателем установить полый вентилятор без зазубрин с широкими хордами для повышения эффективности. Были использованы современные материалы, в том числе титан в компрессоре высокого давления и углеродные композиты в гондоле . Более поздние двигатели включают некоторые функции (например, FADEC ) улучшенных моделей -524.
Родственная разработка
Аналогичные двигатели
Связанные списки
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с: Rolls-Royce RB211 |
