Двигатель Trent от Rolls-Royce. Экологичное авиатопливо и 25% экономии для UltraFan

0 0

Rolls-Royce готовится к испытанию двигателя Trent, который будет работать на полностью экологически безопасном авиационном топливе, расход которого предполагается на 25% меньше по сравнению с двигателями Trent первого поколения.

«Два с половиной вала» — так конструкторы Rolls-Royce назвали конфигурацию, при которой коробка приводов весит меньше удаляемых из двигателя компонентов, что позволяет получить заметный суммарный выигрыш в общей массе.

В предыдущих поколениях Trent вплоть до Advance производитель расширял работу, выполняемую компрессором и турбиной среднего давления. Основным архитектурным изменением UltraFan является включение редукторной системы Power Gearbox (PGB), которая будет управлять большим вентилятором с увеличенной степенью двухконтурности и позволит избавиться от турбины и компрессора низкого давления.

Двигатель Trent от Rolls-Royce. Экологичное авиатопливо и 25% экономии для UltraFan

Концепт двигателя UltraFan был представлен Rolls-Royce еще в начале 2012 года в рамках исследования NASA «Экологически ответственная авиация» (ERA) совместно с Lockheed Martin. Двигатель планируется вывести в эксплуатацию к 2025 году.

Однако турбина среднего давления ввиду возрастающей на неё нагрузки получает больше ступеней, чем на Trent, и более длинные лопатки. Их будут облегчать расширенным использованием композитных материалов при изготовлении лопаток и применением гибридных керамических подшипников на валах.

В перспективе Rolls-Royce UltraFan будет оснащён редукторным приводом вентилятора, степень двухконтурности должна составить 15, а коэффициент компрессии может достичь 70. Он получит облегчённый вентилятор с лопастями из титаноуглеродного волокна. Фундаментальные изменения предусмотрены именно в конструкции компрессора и турбины. Традиционная архитектура Trent подвергается пересмотру: работа, выполняемая турбиной среднего давления, частично переносится на турбину высокого давления.

В отличие от двухвальных двигателей, в которых вентилятор и компрессор низкого давления приводятся в действие турбиной низкого давления, в Trent турбина низкого давления приводит только вентилятор. В дополнение к обычному компрессору низкого давления, конструкция с тремя валами получила промежуточный компрессор среднего давления, который приводится в действие с помощью турбины среднего давления. Турбины же высокого давления у двух- и трёхвальных двигателей аналогичны, хотя в компрессоре и турбине последних обычно меньше ступеней.

В создании поверхности камеры сгорания активно применяются композитные материалы на основе термостойкой керамической матрицы (CMC), способные выдерживать более высокие температуры.

Поскольку новый редукторный привод позволит контролировать работу вентилятора на всех этапах полёта — включая посадку, — гондола UltraFan не будет включать реверс тяги.

Двигатель Trent от Rolls-Royce. Экологичное авиатопливо и 25% экономии для UltraFan

Двигатель Rolls-Royce Trent 1000 на испытательном стенде.

В рамках своей разработки передовой силовой установки UltraFan, Rolls-Royce готовится к испытанию двигателя Trent с полностью экологически безопасным авиационным топливом. Испытания будут направлены на то, чтобы подтвердить, что несмешанное экологически чистое топливо (а не одобренные в настоящее время 50% -ные смеси) может служить в качестве перспективного варианта для улучшения экологических характеристик двигателей.

По информации производителя, двигатель Trent 1000 будет оснащен системой сжигания обедненной смеси с низким уровнем выбросов, известной как ALECSys.

Двигатель Trent от Rolls-Royce. Экологичное авиатопливо и 25% экономии для UltraFan

Rolls-Royce Trent 1000 является, одним из двух вариантов двигателей для Boeing 787 Dreamliner , конкурирующий с General Electric GEnx.

Донорский Trent 1000 — это ТРДД с большим байпасом, с тремя независимыми коаксиальными валами и одной кольцевой камерой сгорания с 18 распылительными форсунками. Вал низкого давления с вентилятором со стреловидными лопастями длиной 2,85 м приводится в действие шестью осевыми турбинами. Золотник промежуточного давления с 8 осевыми компрессорами вращается одной ступенью турбины. Шестиступенчатый компрессор высокого давления приводится в движение одной ступенью турбины, вращающейся в направлении, противоположном двум другим валам. Обновленный Trent 1000 TEN с технологией от Trent XWB и Advance 3 нацелен на улучшение расхода топлива.

Двигатель управляется EEC — системой, состоящей из цифрового компьютера, называемый «электронный контроллер двигателя» (ЕЭС) или «блок управления двигателем» (ECU), и связанные с ним аксессуары, которые контролируют все аспекты характеристик авиационного двигателя. В целом система FADEC работает, получая несколько входных переменных текущего состояния полета, включая плотность воздуха, положение рычага дроссельной заслонки, температуру двигателя, давление в двигателе и многие другие параметры. Входные данные принимаются EEC и анализируются до 70 раз в секунду. Рабочие параметры двигателя, такие как расход топлива, положение лопаток статора, положение клапана стравливания воздуха и другие, вычисляются на основе этих данных и применяются соответствующим образом. FADEC также управляет запуском и перезапуском двигателя. Основная цель FADEC — обеспечить оптимальную эффективность двигателя для заданных условий полета.

FADEC не только обеспечивает эффективную работу двигателя, но также позволяет производителю программировать ограничения двигателя и получать отчеты о состоянии двигателя и техническом обслуживании. Например, чтобы избежать превышения определенной температуры двигателя, FADEC может быть запрограммирован на автоматическое принятие необходимых мер без вмешательства пилота.

Rolls-Royce заявляет, что наземные испытания, которые начнутся в ее штаб-квартире в Дерби в ближайшие несколько недель, станут первым случаем, когда производитель использовал 100% -ное экологически чистое топливо.

Двигатель Trent от Rolls-Royce. Экологичное авиатопливо и 25% экономии для UltraFan

Донорский двигатель Rolls-Royce Trent будет оснащен системой сгорания с низким уровнем выбросов ALECSys. Источник: Rolls-Royce.

Rolls-Royce ожидает, что эти испытания должны показать, что есть возможность добиться реального сокращения выбросов.

Двигатель Trent от Rolls-Royce. Экологичное авиатопливо и 25% экономии для UltraFan

Разработка ALECSys поддерживается инициативой Европейского Союза «Чистое небо», а также Институтом аэрокосмических технологий Великобритании и Innovate UK.
Источник: naukatehnika.com

Мы используем файлы cookie. Продолжив использование сайта, вы соглашаетесь с Политикой использования файлов cookie и Политикой конфиденциальности Принимаю

Privacy & Cookies Policy