Rolls-Royce Trent

редактировать
Семейство турбовентиляторных авиадвигателей

Trent
Test Facility.jpg
Турбореактивный двигатель Trent установлен на испытательном стенде в Rolls- Испытательный центр Ройса в Дерби, Великобритания.
ТипТурбореактивный двигатель
Национальное происхождениеВеликобритания
ПроизводительRolls-Royce Holdings
Первый запускАвгуст 1990 г.
Основные области примененияAirbus A330. Airbus A340-500. Airbus A340-600. Airbus A350. Airbus A380. Boeing 777. Boeing 787
Разработан на основеRolls-Royce RB211
ВариантыRolls-Royce Trent 500. Rolls-Royce Trent 700. Rolls-Royce Trent 800. Rolls-Royce Trent 900. Rolls-Royce Trent 1000. Rolls-Royce Trent XWB. Rolls-Royce Trent 7000
Разработан вRolls-Royce MT30

Rolls-Royce Trent - это семейство ТРДД, производимых Роллс-Ройс. Он продолжает архитектуру с тремя золотниками модели RB211 с максимальной тягой в диапазоне от 61 900 до 97 000 фунт-сила (от 275 до 431 кН ). Запущенный как RB-211-524L в июне 1988 года, прототип впервые был запущен в августе 1990 года. Его первый вариант - Trent 700, представленный на Airbus A330. в марте 1995 г., 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.). Есть также морские и промышленные варианты.

Содержание
  • 1 Разработка
  • 2 Дизайн
  • 3 Варианта
    • 3.1 First Trent 600
    • 3.2 Trent 700
    • 3.3 Trent 800
    • 3.4 Trent 8100
    • 3.5 Trent 500
    • 3,6 Трент 900
    • 3,7 Трент 600
    • 3,8 Трент 1000
    • 3,9 Трент 1500
    • 3,10 Трент XWB
    • 3,11 Трент 7000
    • 3.12 Варианты, не относящиеся к самолету
      • 3.12. 1 MT30
      • 3.12.2 Промышленная газовая турбина Trent 60
  • 4 История эксплуатации
    • 4.1 Инциденты
  • 5 Исследования
    • 5.1 Доступные краткосрочные низкие выбросы
    • 5.2 Усовершенствованная система низкого давления (ALPS)
    • 5.3 Advance
    • 5.4 Усовершенствованная система сгорания с низким уровнем выбросов (ALECSys)
    • 5.5 UltraFan
  • 6 Применения
  • 7 Технические характеристики
  • 8 См. Также
  • 9 Примечания
    • 9.1 Примечания
    • 9.2 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки
Разработка

Несмотря на успех RB211, на большом рынке гражданских ТРДД доминировали General Electric и Pratt Whitney, а доля Rolls-Royce составляла всего 8%, когда она была приватизирована в апреле 1987 года. В июне Rolls-Royce изучала, затем запустить в производство RB211-700, модификацию 65 000 фунтов силы (290 кН) для двухреактивного самолета Airbus A330, дальнемагистрального Boeing 767 и MD-11, полученный из 747-400 -524D4D, с потенциалом роста до 70000 фунтов силы (310 кН). К июню 1988 года Rolls-Royce инвестировал более 540 миллионов долларов в разработку модернизированного RB-211-524L с новым 95-дюймовым (240 см) вентилятором вместо 86 дюймов (220 см) для -524G /. H и четвертой ступени турбины низкого давления увеличено с трех и рассчитано на 290–310 кН.

На сентябрьском 1988 г. авиашоу в Фарнборо 65–72000 фунтов (290–2000 фунтов) 320 кН) -524L была подтверждена (оценена в 300 миллионов фунтов стерлингов) для установки на MD-11 и A330, поскольку Фрэнк Уиттл представил полномасштабную модель. В июне 1989 года модель RB211-524L Trent была утверждена для использования в A330 с номинальной грузоподъемностью 330 кН (74000 фунтов силы). Модель Trent, рассчитанная на 65 000 фунтов силы (290 кН) для MD-11, совершила первый запуск 27 августа 1990 года в Derby. К сентябрю 1992 года двигатель Trent 600 длиной 94,6 дюйма (240 см) для MD-11 был заброшен, а прототипы были переоборудованы в двигатели Trent 700 для A330 с размером 97,4 дюйма (247 см).) вентилятор.

В соответствии с традицией Rolls-Royce называть свои реактивные двигатели в честь рек, этот двигатель назван в честь реки Трент в Мидлендс из Англия.

Правительство Великобритании предоставило Rolls-Royce возвращаемые стартовые инвестиции, погашенные с процентами, на разработку двигателя RB.211 и семейства Трентов, включая 450 миллионов фунтов стерлингов для Трент 900. Компания Rolls-Royce приобрела 200 миллионов фунтов стерлингов за Trent 8104, 500 и 600 в 1997 году и 250 миллионов фунтов стерлингов за Trent 600 и 900 в 2001 году, никакой помощи для Trent 1000 не требовалось.

Новые предлагаемые самолеты требовали большего тяга, и заказчики хотели, чтобы двухдвигательные самолеты Boeing 777 и Airbus A330 могли летать с двумя двигателями с увеличенной дальностью полета. Компания Rolls-Royce решила предложить двигатель для каждого крупного гражданского авиалайнера на основе единого ядра, чтобы снизить затраты на разработку, а трехвальная конструкция обеспечивала гибкость, позволяя индивидуально масштабировать каждую катушку. Семейство двигателей названо в честь River Trent, названия, ранее использовавшегося для RB.50, первого рабочего турбовинтового двигателя Rolls-Royce; и 1960-е годы RB.203, турбовентиляторный двухконтурный двухконтактный двигатель мощностью 9 980 фунтов силы (44,4 кН) и первый трехконтактный двигатель, разработанный для замены Spey, но так и не представленный.

В 2019 году Rolls-Royce поставила 510 двигателей Trent.

Конструкция
Лопатки турбины высокого давления из никелевого сплава с охлаждающими отверстиями для использования в газе, температура которого превышает температуру плавления

Как его предшественник RB211, Трент использует концентрическую трехходовую конструкцию, а не конфигурацию с двумя золотниками. Семейство Trent сохраняет аналогичную компоновку, но каждая катушка может быть индивидуально масштабирована и может вращаться ближе к своей оптимальной скорости. Уровень шума ядра и выбросы выхлопных газов ниже, чем у RB211.

Полые титановые лопасти вентилятора с внутренней структурой балки Уоррена обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость к повреждениям при небольшом весе. Для работы при температурах выше их точки плавления охлаждающий воздух стравливается из компрессора через просверленные лазером отверстия в полых лопатках турбины, изготовленных из монокристалла из сплава никеля и покрытого термобарьерными покрытиями. Каждая лопатка турбины удаляет до 560 кВт (750 л.с.) из газового потока.

В апреле 1998 года была представлена ​​модель RB211-524 HT для модели 747- 400 с ядром Trent 700, заменяющим предыдущий RB211-524G / H на 2% лучше TSFC, выбросы NOx на 40% ниже и турбина с охлаждением на 50 ° C. Катушка Trent 800 LP вращается со скоростью 3300 об / мин, его кончик вентилятора диаметром 110 дюймов (279 см) движется со скоростью 482 м / с, что выше скорости звука. Вентилятор Trent 900 116 дюймов (290 см) поддерживает низкую среднюю скорость струи при взлете, чтобы снизить уровень шума Airbus A380.

Размер сердечника изменяется понизьте температуру на входе турбины HP, чтобы минимизировать техническое обслуживание. Несмотря на совместное использование системы Trent 700 HP и турбины IP, общий перепад давления у Trent 800 выше за счет увеличения мощности компрессор ПД и турбина LP . В отличие от своих конкурентов CF6 или JT9D, RB211 изначально не требовал переменных статоров, но на IP требовалась как минимум одна строка переменных статоров. компрессор из-за его неглубокой рабочей линии для улучшения его помпажа при дросселировании. Многие ряды переменных статоров, по своей природе более сложных, более тяжелых, более дорогих и менее надежных, были исключены, и эта функция была сохранена для серии Trent.

Варианты

First Trent 600

При запуске программы McDonnell Douglas MD-11 в конце 1986 года он предлагался только с двигателями GE CF6 -80C2 или PW4000, но Rolls- Ройс готовился предложить модель 747-400 RB211 -524D4D с номинальной нагрузкой в ​​58000 фунтов-сил (260 кН). К июню 1988 года Rolls-Royce инвестировал более 540 миллионов долларов в разработку модернизированного RB-211-524L с новым 95-дюймовым (240 см) вентилятором вместо 86 дюймов (220 см) для -524G /. H и четвертой ступени турбины низкого давления увеличено с трех, с расчетной нагрузкой от 290 до 310 кН. Модель Trent с номинальной нагрузкой 65000 фунтов-силы (290 кН) совершила свой первый запуск 27 августа 1990 года в Derby. К июлю 1991 года MD-11 Trent был заброшен после кончины его единственного покупателя Air Europe. К февралю 1992 года было четыре двигателя Trent 600 с вентилятором 94,6 дюйма (240 см). К сентябрю 1992 года три были переоборудованы в двигатели #Trent 700 для A330 с вентилятором 97,4 дюйма (247 см).

Trent 700

Trent 700 гондола на A330 имеет выхлопной смеситель

Rolls-Royce изучает разработку RB211 для Airbus A330 при запуске в июне. 1987. 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. Сохранение характеристик трехвальная архитектура RB211, это первый вариант семейства Trent. С его вентилятором 97,4 дюйма (247 см) для коэффициента байпаса 5: 1 он обеспечивает тяговое усилие от 300,3 до 316,3 кН (67,500-71,100 фунт-силы) и достигает в целом. степень сжатия 36: 1. Он конкурирует с GE CF6 -80E1 и PW4000 за питание A330.

Trent 800

Trent 800 - один из вариантов двигателя для ранних вариантов Boeing 777. Запущенный в сентябре 1991 года, он впервые был запущен в сентябре 1993 года, получил сертификат EASA 27 января 1995 года и был введен в эксплуатацию в 1996 году. Он достиг 40% доли рынка, опередив конкурирующий PW4000 и GE90, а последний 777 с приводом от Trent был поставлен в 2010 году. Trent 800 имеет трехвальную архитектуру семейства Trent с вентилятором 280 см (110 дюймов). При коэффициенте байпаса 6,4: 1 и общем соотношении давлений, достигающем 40,7: 1, он создает до 413,4 кН (92940 фунт-сила) тяги.

Trent 8100

В ранних исследованиях Trent 800 в 1990 году Rolls-Royce прогнозировал потенциал роста с 85 000 до 95 000 фунтов силы (от 380 до 420 кН) с новым сердечником HP. К марту 1997 года компания Boeing изучила 777-200X / 300X производные роста для представления в сентябре 2000 года: GE предлагала 454 кН (102 000 фунтов силы) GE90-102B, в то время как PW предлагала 436 кН (98 000 фунтов силы) PW4098. и Rolls-Royce предлагал 437 кН (98 000 фунтов силы) Trent 8100 . Компания Rolls-Royce также изучала модель Trent 8102 мощностью более 445 кН (100 000 фунтов силы). К декабрю 1997 года взлетная масса -300X выросла до 324 600 кг (715 600 фунтов). Проект 454 кН (102000 фунтов) Trent 8104 должен был быть завершен к июню 1998 года, а ввод модели -200X в эксплуатацию был отложен до середины 2002 года. Более высокая тяга была получена с помощью новых лопастей вентилятора со стреловидностью при сохранении вентилятора 2,79 м (110 дюймов).

Trent 8104, имеющий 104 000 фунтов-силы (460 кН), впервые был запущен 16 декабря 1998 г. и превысил 110000 фунтов-силы (490 кН). тяги пять дней спустя, до того, как к середине 1999 года подключатся еще два двигателя. Стреловидные лопасти вентилятора производят на 2–3% больше потока при заданной скорости с тем же вентилятором 2,8 м (110 дюймов) с дополнительным усилием в 10 000 фунтов-сил (44 кН), тогда как эффективность вентилятора на 1% выше. Роторы и статоры компрессора ВД и статоры компрессора ПД были спроектированы с аэродинамикой 3D . Когда 777-200X / 300X вырос до MTOW в 340 500 кг (750 000 фунтов), требования к тяговому усилию снизились до 110 000–114 000 фунтов-силы (490–510 кН). Диаметр вентилятора должен был достичь 2,9 м (114 дюймов) для увеличения тяги.

К июню 1999 года модель 8104 послужила основой для предлагаемой 115000 фунтов силы (510 кН) Trent 8115, с увеличенным на 2,5% геометрическим и на 5% аэродинамическим сердечником и вентилятором, увеличенным с 2,8 до 3,0 м (от 110 до 118 дюймов), при сохранении архитектуры Trent 800: восьмиступенчатый компрессор IP и шестиступенчатый компрессор высокого давления. приводится в движение одноступенчатой ​​турбиной и пятиступенчатой ​​турбиной низкого давления. В июле 1999 года компания Boeing выбрала General Electric GE90 вместо Trent 8115 и PW для питания исключительно самолетов 777 большей дальности, поскольку GE предложила существенно профинансировать разработку реактивного самолета примерно за 100 миллионов долларов. Позже Rolls-Royce отказался от Trent 8115, но продолжил работу над Trent 8104 в качестве демонстратора технологий.

Trent 500

Trent 500 на крыле, капоты открыты

Trent 500 работает исключительно на более крупных вариантах A340-500 / 600. Он был выбран в июне 1997 года, первый полет - в мае 1999 года, первый полет - в июне 2000 года и получил сертификацию 15 декабря 2000 года. Он был введен в эксплуатацию в июле 2002 года, и 524 двигателя были поставлены на крыло до завершения производства A340 в 2011 году. трехконтактная архитектура семейства Trent, у него есть вентилятор Trent 700 2,47 м (97,5 дюйма) и ядро ​​Trent 800 уменьшенного размера. Он обеспечивает до 275 кН (61 900 фунт-сил) тяги на взлете и имеет коэффициент перепада давления до 8,5: 1 в крейсерском режиме.

Трент 900

Трент 900 на конвейере A380

Трент 900 питает Airbus A380, конкурирует с Engine Alliance GP7000. Первоначально предложенное для Boeing 747-500 / 600X в июле 1996 года, от этого первого приложения позже отказались, но оно было предложено для A3XX, запущенного как A380 в декабре 2000 года. совершил полет 18 марта 2003 г., совершил свой первый полет 17 мая 2004 г. на испытательном стенде A340 и был сертифицирован EASA 29 октября 2004 г. Производительность до 374 кН (84000 фунтов силы)), Trent 900 имеет трехвальную архитектуру семейства Trent с вентилятором 2,95 м (116 дюймов). Он имеет коэффициент перепада давления 8,5-8,7: 1 и общий коэффициент перепада давления 37–39: 1 .

Second Trent 600

В марте 2000 г. Boeing должен был запустить увеличенный диапазон 767-400ERX с двигателями 65 000–68 000 фунтов силы (290–300 кН), поставки запланированы на 2004 год. В июле Rolls-Royce должен был поставить свой Trent 600 для моделей 767-400ERX и Boeing 747X, в то время как Европейский Союз ограничивал предложение Engine Alliance для квадроциклов. Модель Trent 600 мощностью 68 000–72 000 фунтов-силы (300–320 кН) была увеличена по сравнению с моделью Trent 500 с увеличенным до 2,59 м (102 дюйма) диаметром вентилятора с более высоким коэффициентом перепуска и меньшим расходом топлива. Компания Boeing предложила самолет 767-400ERX большей дальности с более высокой взлетной массой MTOW и большей тягой для улучшения взлетных характеристик. 767-400ERX был снят с производства в 2001 году в пользу Sonic Cruiser. Когда в ноябре 2005 г. компания Boeing выпустила модель 747-8, она оснащалась исключительно двигателем General Electric GEnx.

Trent 1000

Trent 1000 GoodwinHall VirginiaTech.jpg

. Rolls-Royce Trent 1000 один из двух вариантов двигателя для Boeing 787 Dreamliner, конкурирующий с General Electric GEnx. Он впервые совершил полет 14 февраля 2006 г. и совершил первый полет 18 июня 2007 г. перед совместной сертификацией EASA / FAA 7 августа 2007 г. и вводом в эксплуатацию 26 октября 2011 г. Двигатель 62 264–81 028 фунтов силы (276,96–360,43 кН) имеет мощность Коэффициент байпасирования более 10: 1, вентилятор 2,85 м (9 футов 4 дюйма) м и сохраняет характерную трехконтактную компоновку серии Trent.

Обновленный Trent 1000 TEN с технологией Trent XWB и Advance 3 нацелен на улучшение до 3% сжигания топлива, это первый полет в середине 2014 года, был сертифицирован EASA в июле 2016 года, первый полет на 787 7 декабря 2016 года и был представлен 23 ноября 2017 года. Связанное с коррозией усталостное растрескивание IP лопатки турбины были обнаружены в начале 2016 года, заземлили до 44 самолетов и обошлись Rolls-Royce как минимум в 1354 миллиона фунтов стерлингов. К началу 2018 года на него приходилось 38% рынка утвержденных заказов. Trent 7000 - это версия с отбираемым воздухом, используемая для Airbus A330neo.

Trent 1500

Когда взлетная масса 380 т (840 000 фунтов) A340-600 HGW впервые поднялся в воздух в ноябре 2005 г., Airbus изучает усовершенствованную версию более крупных вариантов A340 и поступит в эксплуатацию в 2011 г. Он будет лучше конкурировать с 777-300ER и его 8 На -9% меньше расхода топлива, чем у A340-600: улучшенные двигатели General Electric GEnx или Trent 1500 уменьшили бы это значение на 6-7%. Trent 1500 сохранит диаметр вентилятора Trent 500 2,47 м (97,4 дюйма) и гондолу, с меньшим усовершенствованным сердечником Trent 1000 и модернизированной турбиной LP для байпаса соотношение увеличилось с 7,5-7,6: 1 до 9,5: 1. Последний А340 был поставлен в 2011 году, поскольку ему на смену пришла обновленная конструкция A350XWB.

Trent XWB

3,00 м (118 дюймов) вентилятор Trent XWB

Trent XWB был выбран в июле 2006 года для питания исключительно Airbus A350 XWB. Первый двигатель был запущен 14 июня 2010 года, первый полет на испытательном стенде A380 состоялся 18 февраля 2012 года, он был сертифицирован в начале 2013 года и впервые полетел на A350 14 июня 2013 года. трехвальная, характерная для Trent, с вентилятором 3,00 м (118 дюймов), катушкой IP и HP. Двигатель 84 200–97 000 фунтов силы (375–431 кН) имеет коэффициент перепускания 9,6: 1 и коэффициент перепада давления 50: 1 . Он впервые остановлен в полете 11 сентября 2018 г., когда налет налетал 2,2 млн. Часов.

Trent 7000

Rolls-Royce Trent 7000 используется исключительно в Airbus A330neo. Анонсирован 14 июля 2014 года, первый полет он совершил 27 ноября 2015 года. Первый полет он совершил 19 октября 2017 года на борту самолета A330neo. Он получил сертификат типа EASA 20 июля 2018 года как вариант Trent 1000. Впервые он был доставлен 26 ноября и был допущен к использованию ETOPS 330 к 20 декабря. По сравнению с двигателем Trent 700 A330, двигатель мощностью 68 000–72 000 фунтов силы (300–320 кН) удваивает коэффициент перепускания до 10: 1 и вдвое снижает уровень шума. Степень давления увеличена до 50: 1, и он оснащен вентилятором 112 дюймов (280 см) и системой отвода воздуха . Расход топлива улучшен на 11%.

Варианты, не относящиеся к самолету

MT30

MT30 является производным от Trent 800 (с установленной коробкой передач Trent 500), мощностью 36 МВт для морского применения. Текущая версия представляет собой двигатель с турбонаддувом мощностью 36 МВт, использующий сердечник Trent 800 для привода силовой турбины, которая потребляет энергию для электрического генератора или механических приводов, таких как водометные двигатели или гребные винты. Среди прочего, он используется в авианосцах класса Royal Navy Queen Elizabeth.

Industrial Trent 60 Gas Turbine

Эта производная разработана для выработки энергии и механического привода, во многом как Морской Трент. Он выдает до 66 МВт электроэнергии при КПД 42%. Он выпускается в двух основных версиях: DLE (Dry Low Emission) и WLE (Wet Low Emission). В WLE закачивается вода, что позволяет ему производить 58 МВт при условиях ISO вместо 52 МВт. Он разделяет компоненты с Trent 700 и 800. Тепло выхлопных газов, около 416–433 ° C, может использоваться для нагрева воды и привода паровых турбин, повышая эффективность агрегата. Помимо Rolls-Royce, ведущим упаковщиком Trent 60 является британская Centrax LTD, частная инженерная фирма из Ньютон-Эббота, Великобритания.

История эксплуатации

Впервые запущенная в августе 1990 года в качестве модели Trent 700, Trent добился значительного коммерческого успеха, будучи выбранной в качестве двигателя запуска для всех трех из них. варианты 787 (Trent 1000 ), A380 (Trent 900 ) и A350 (Trent XWB ). Его общая доля на рынках, на которых он конкурирует, составляет около 40%. Продажи двигателей семейства Trent сделали Rolls-Royce вторым по величине поставщиком крупных гражданских ТРДД после General Electric, опустив конкурента Pratt Whitney на третье место. К июню 2019 года семья Трентов отработала более 125 миллионов часов.

Singapore Airlines в настоящее время является крупнейшим оператором Trents, пять его вариантов находятся в эксплуатации или заказаны.

Инциденты

17 января 2008 г. 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 последнего захода на посадку. Последующее расследование показало, что лед, образовавшийся из топливной системы, скопился на мазутном теплообменнике, что привело к ограничению подачи топлива в двигатели. В результате были приняты Директивы по летной годности, требующие замены теплообменника. Этот заказ был распространен на двигатели серий 500 и 700 после того, как аналогичная потеря мощности наблюдалась на одном двигателе Airbus A330 в одном инциденте и на обоих двигателях в другом. Модификация предполагает замену лицевой панели с множеством небольших выступающих трубок на плоскую.

4 ноября 2010 г. отказ двигателя без изоляции (взрыв) произошел в автомобиле Trent 972-84 с приводом от двигателя. Airbus A380-842 (регистрация VH-OQA) рейса QF32 Qantas на пути из Сингапура в Сидней. Причина кроется в неправильно изготовленном патрубке подачи масла. Дополнительные сведения см. В статье Trent 900.

Research

Доступные краткосрочные низкие выбросы

В период с 1 марта 2000 г. по 28 февраля 2005 г. ЕС профинансировал проект EEFAE, направленный на разработку и тестирование двух программ по сокращению CO 2 на 12–20% и оксидов азота до 80%. с 2007/2008, с общим бюджетом 101,6 миллиона евро, включая 50,9 евро из ЕС, при координации Rolls-Royce plc. Он был в равной степени разделен между демонстратором ANTLE и программой CLEAN для долгосрочных технологических приложений. Программа ANTLE нацелена на сокращение выбросов CO. 2 на 12%, выбросов NOx на 60%, затрат на приобретение на 20%, стоимости жизненного цикла на 30% и цикла разработки на 50% при повышении надежности на 60%. Этап испытаний завершился летом 2005 года.

Двигатель ANTLE был основан на Rolls-Royce Trent 500. Rolls-Royce Deutschland отвечал за компрессор высокого давления., Rolls-Royce UK камеры сгорания и турбины высокого давления, итальянский Avio турбины среднего давления, и ITP турбины низкого давления (LPT) и внешний кожух для инвестиции в размере 20,5 миллионов евро, 20% -ная доля в программе. Volvo Aero отвечала за конструкции задней турбины. Он имеет новый 5-ступенчатый компрессор высокого давления , камеру сгорания бедной смеси, турбину высокого давления без кожуха и турбину IP с изменяемой геометрией. Были также установлены новая дополнительная коробка передач Hispano Suiza, новая распределенная система управления Goodrich и новая масляная система Techspace Aero.

Усовершенствованная система низкого давления (ALPS)

После летных испытаний в 2014 году лопастей вентилятора CTi с титановой передней кромкой и карбоновым корпусом в 2017 году были проведены испытания в помещении и на открытом воздухе, в том числе исследования бокового ветра, шума и клиренса, картирование флаттера, эксплуатационные характеристики и условия обледенения. Rolls-Royce проведет наземные испытания в 2018 году своего демонстратора ALPS: Trent 1000 с лопастями и корпусом из композитных материалов, включая испытания столкновения с птицами.

Advance

26 февраля 2014 г. компания Rolls-Royce представила подробные сведения о будущих разработках компании 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. Коэффициент перепускания Advance должен превышать 11: 1, а его общий коэффициент давления 60: 1.

В предыдущих версиях Trents золотник высокого давления был аналогичным, а мощность двигателя увеличилась на расширение работы золотника промежуточного давления. Advance обращает эту тенденцию вспять, и нагрузка смещается в сторону золотника высокого давления с большей степенью перепада давлений, до 10 ступеней компрессора по сравнению с 6 на Trent XWB и двухступенчатой ​​турбины вместо нынешней одноступенчатой, в то время как IP Компрессор сократится с 8 ступеней сегодняшнего XWB до 4, а турбина ПД будет одноступенчатой ​​вместо двух.

Наземный демонстратор Advance3 включает сжигание обедненной смеси, ранее работавший на Только архитектура Трента; композит с керамической матрицей (CMC) для работы турбины при высоких температурах в сегментах уплотнения первой ступени и лопатках первой ступени с литой связкой; гибридные шарикоподшипники с керамическими роликами, движущимися по металлическим дорожкам, необходимые для работы в условиях высоких нагрузок внутри сердечников меньшего размера.

Открытое в 2016 году предприятие CMC стоимостью 30 миллионов долларов США в Калифорнии изготовил свои первые детали, уплотнения, для начала их развертывания перед использованием в статических компонентах турбины высокого давления второй ступени. Двойная система распределения топлива в камере сгорания обедненной смеси добавляет сложности за счет удвоения трубопроводов и сложной системы управления и переключения, но должна улучшить расход топлива и снизить выбросы NOx. Гибридные керамические подшипники имеют новую конфигурацию, позволяющую справляться с изменениями нагрузки и выдерживают более высокие температуры.

Будет оптимизировано больше регулируемых лопаток в одной ступени компрессора IP и четырех ступенях компрессора высокого давления для постоянных изменений через диапазон полета . Воздуховод производится аддитивным производством, а прототипы компонентов поступают от новых поставщиков. Advance3 будет исследовать нагрузку на подшипник, попадание воды, источники шума и их уменьшение, нагревание и грохот камеры сгорания , в то время как острие лопасти, внутренние зазоры и операции адаптивного управления рентгенограммы в движении, чтобы проверить термомеханическое моделирование. Новый средний самолет Boeing находится в пределах своего диапазона тяги. Усовершенствованные охлаждаемые металлические компоненты и композитные детали с керамической матрицей будут испытаны в конце 2018 года на демонстрационном стенде Trent XWB-97 в рамках инициативы по технологии высокотемпературных турбин (HT3).

Ядро будет объединено с Trent XWB -84 и турбина Trent 1000 LP для наземных испытаний в середине 2017 года. Демонстрационный образец Advance3 был отправлен с производственного предприятия Bristol на испытательный стенд Derby в июле 2017 года для оценки до начала 2018 года. Первые запуски демонстратора начались в Дерби в ноябре 2017 года.

В начале 2018 года демонстратор достиг 90% мощности сердечника, достигнув давления P30 450 фунтов на кв. Дюйм (31 бар) в задней части компрессора HP, при измерении несущих нагрузок., измененного другой компоновкой компрессора. Камера сгорания бедной смеси не вырабатывала грохота, так как дальнейшие испытания будут охватывать попадание воды, шум, рентгеновское излучение работающего двигателя, а также центральную зону и hot-end тепловизионные исследования. К июлю 2018 года ядро ​​Advance3 заработало на полную мощность. К началу 2019 года двигатель проработал более 100 часов.

Усовершенствованная система сгорания с низким уровнем выбросов (ALECSys)

Автономный двигатель протестирует ALECSys на земле, прежде чем другой совершит полет проверено. Наземные испытания камеры сгорания обедненной смеси в помещении были завершены на модифицированном Trent 1000 в январе 2018 года, после чего в феврале 2018 года были отправлены в Манитоба для испытаний в холодную погоду, охватывающих запусков и лед проглатывание. После 2018 г. будут проведены шумовые испытания, а в ближайшие пару лет после 2018 г. будут проведены летные испытания.

UltraFan

После Advance появится UltraFan, который может быть готов к эксплуатации с 2025 г. турбовентилятор с редуктором с системой вентилятора с регулируемым шагом, обещающий как минимум 25% улучшение расхода топлива, UltraFan с редуктором / регулируемым шагом стремится к соотношению двухконтурности 15: 1 и 70: 1 общий коэффициент давления.

Ultrafan сохраняет ядро ​​Advance, но также содержит архитектуру турбовентиляторного двигателя с редуктором с лопастями с регулируемым шагом. Поскольку вентилятор будет изменять угол наклона для оптимизации для каждой фазы полета, ему не понадобится реверсор тяги . Rolls-Royce будет использовать лопасти вентиляторов из углеродного композита вместо обычных полых титановых лопастей, и, наряду с принятием нового материала, сэкономит 340 кг (750 фунтов) на двигатель.

Вентиляторы с регулируемым шагом облегчит работу вентилятора с низким перепадом давления. Rolls-Royce будет сотрудничать с Industria de Turbo Propulsores для тестирования турбинных технологий IP, которые войдут в UltraFan. В Далевитце недалеко от Берлина компания Rolls-Royce построила силовую установку, имитирующую условия нагрузки в полете, рассчитанную на системы передач мощностью 15–80 МВт (20 000–107 000 л.с.); и набирает 200 инженеров. Передаточное число первоначального испытательного механизма будет приближаться к 4: 1, а тяга может достигать 440 кН (100 000 фунтов силы). В специально построенный испытательный стенд вложено 84 миллиона евро (94 миллиона долларов).

В сотрудничестве с Liebherr коробка передач UltraFan мощностью 75 000 кВт (100 000 л.с.) была впервые запущена в октябре 2016 года. первоначальный набор стендовых испытаний низкоскоростных вентиляторов и отливка лопаток турбины из алюминия титана второго поколения, первоначальный концептуальный проект демонстратора UltraFan должен быть заморожен в 2017 году. Испытания смоделировали продольный и поперечный наклон самолета буровой в сентябре 2016 года для оценки расхода масла в редукторе. Коробка передач прошла испытания на повышенную мощность в мае 2017 года. UltraFan будет иметь диаметр 3 м (118 дюймов), а его лопасти вентилятора с передними кромками титана проходят оценку в рамках программы ALPS.

На конференции Международного общества воздухо-дыхательных двигателей (ISABE) в сентябре 2017 года в Манчестере, Великобритания, технический директор Rolls-Royce Пол Стейн объявил, что мощность двигателя достигла 52 000 кВт (70 000 л.с.). В начале 2018 года третья коробка передач была испытана в рамках испытаний, оцениваемых на выносливость и надежность. Первый редуктор был разобран для оценки, что подтвердило прогнозы характеристик компонента. Полный демонстрационный образец будет построен через несколько лет, начиная с 2018 г. В апреле 2018 г. Airbus согласился предоставить интеграцию самолета и его гондолу, а также провести летные испытания, совместно - финансируется исследовательской программой Европейского Союза Clean Sky 2.

На апрельском авиасалоне ILA Berlin в апреле 2018 года были подтверждены летные испытания самолета Rolls-Royce Boeing 747 -200. Демонстрационный образец будет генерировать тягу 310–360 кН (70 000–80 000 фунтов силы), используя текущие испытания Advance 3 и коробки передач 52 000 кВт (70 000 л.с.). Диаметр его вентилятора может достигать 3,56 м (140 дюймов), по сравнению с 3,00 м (118 дюймов) у Trent XWB и 3,40 м (134 дюйма) у GE9X..

Более высокий перепускной канал и более низкая степень давления вентилятора вызывают низкую нестабильность вентилятора, устраняемую лопастями с изменяемым шагом вместо форсунки с изменяемой площадью. Наряду с отсутствием реверсора тяги, короткая тонкая гондола будет легче и менее тяговитой, но при реверсивной тяге поток будет искажаться, и его придется поворачивать вокруг сопла в байпасный канал, а затем снова частично реверсирован в промежуточный компрессор. Большой вентилятор мог привести к планерам крыла чайки. К июлю 2018 года конфигурация UltraFan была заморожена до начала рабочего проектирования, а затем производства компонентов для наземных испытаний в 2021 году. Планетарный редуктор диаметром 800 мм (2 фута 7 дюймов) имеет пять планетарных шестерен, рассчитан на мощность турбовентиляторных двигателей 110–490 кН (25 000–110 000 фунт-сил) и наработан более 250 часов к началу 2019 года.

В феврале 2019 г. потенциальное внедрение было отложено до 2027 г., чтобы переоборудовать двигатель нынешнего самолета после полномасштабных наземных испытаний в 2021 г. улучшение по сравнению с Trent 800 на 2030-2040-е годы. Встроенный стартер-генератор мощностью 100–500 кВт (130–670 л.с.) на холодном конце вала позволил бы использовать меньший вспомогательный привод. Он мог приводить в действие вентилятор всасывания пограничного слоя в задней части фюзеляжа, что на 35% лучше, чем в 2000 году.

К февралю 2020 года Rolls-Royce производил вентилятор диаметром 355 см (140 дюймов). лопасти вентилятора из углеродного волокна в Бристоле, Великобритания, экономия с помощью композитного корпуса вентилятора до 700 кг (1540 фунтов) на двухдвигательном двигателе.

Области применения
Технические характеристики
Газотурбинные двигатели
ВариантТягаВесБайпасДавлениеКонфигурацияВентиляторКруиз TSFC Первый запускПриложение
Трент 600 (1)290 кН. 65000 фунтов силы8 IPC, 6 HPC. 1 HPT, 1 IPT, 4 LPT94,6 дюйма (240 см)1990MD-11 (заброшен)
Трент 700 300 –316 kN. 67,500–71,100 фунт-сила 6,160 kg. 13,580 lb 5,0:136:197,4 дюйм (247 cm ). 26 лопастей0,562 фунта / фунт-сила / ч. 15,9 г / кН / с1992Airbus A330
Трент 800 334–415 кН. 75 000–93 400 фунтов6 078 кг. 13 400 фунтов6,4: 133,9–40,7: 18 IPC, 6 HPC. 1 HPT, 1 IPT, 5 LPT110 дюймов (279 см). 26 лезвий0,560 фунта / фунт-сила / ч. 15,9 г / кН / с1993Boeing 777 -200 / 200ER / 300
Трент 500 240–250 кН. 53000–56000 фунтов4,990 кг. 11,000 фунтов7,6: 136,3: 197,4 дюйма (247 см). 26 лезвий0,542 фунт / фунт-сила / ч. 15,4 г / кН / с1999Airbus A340 -500/600
Trent 600 (2)280 кН. 63000 фунтов4,840 кг. 10660 фунтов41: 1102 дюйма (259 см). 26 лезвийупалоBoeing 747X. 767-400ERX
Trent 900 334–374 кН. 75,100–84,100 фунтов6,246 кг. 13,770 фунтов8,7–8,5: 137–39: 1116 дюймов (295 см). 24 лезвия0,522 фунта / фунт-сила / ч. 14,8 г / к Н / с2003Airbus A380
Трент 1000 285–331 кН. 64,100–74,400 фунтов5,936–6,120 кг. 13,087–13,492 фунт10: 150: 18 IPC, 6 HPC. 1 HPT, 1 IPT, 6 LPT112 дюймов ( 284 см). 20 лопастей0,506 фунта / фунт-сила / ч. 14,3 г / кН / с2006Boeing 787
Трент 7000 300 –320 кН. 68000–72000 фунтов6,445 кг. 14209 фунтов2015Airbus A330neo
Trent XWB 370–430 кН. 84000–97000 фунтов7277 кг. 16043 фунтов9,6: 18 IPC, 6 HPC. 1 HPT, 2 IPT, 6 LPT118 дюймов (300 см). 22 лопасти0,478 фунта / фунт-сила / ч. 13,5 г / кН / с2010Airbus A350 XWB
См. Также
  • Авиационный портал
  • flagПортал Соединенного Королевства

Соответствующие разработки

Связанные списки

Сноски

Примечания

1.^Взаимозаменяемость двигателей делает 787 более гибким активом для авиакомпаний, позволяя им переходить от одного производителя » s двигатель к другому в свете любых будущих разработок двигателей, которые больше соответствуют их рабочему профилю. Стоимость такого изменения потребует значительной разницы в эксплуатационных расходах между двумя типами двигателей, чтобы сделать его экономичным. Разница, которой сейчас нет в двигателях.
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 19 самолетов A330-300 с двигателями Trent 700, 19 самолетов A380-800 с двигателями Trent 900 и 20 самолетов A350 XWB-900 с двигателями Trent XWB. [1] Если она выберет Trent 1000 для своего заказа из 20 787-9, она станет первой авиакомпанией, которая будет эксплуатировать 6 различных версий Trent.

Ссылки

Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Rolls-Royce Trent.
Последняя правка сделана 2021-06-04 08:53:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте