Rolls-Royce bracht in 2014 hun grote luchtvaartmotor van de volgende generatie uit, waarin holle ventilatorbladen van titaniumlegering een van de kerntechnologieën van Rolls-Royce zijn.
afbeelding
Het kostte hen tien jaar om eindelijk een stabiel productieproces te krijgen dat aan de precisie-eisen kon voldoen, en het resultaat was een heel licht maar oersterk ontwerp. Onlangs heeft Rolls-Royce het productieproces van ventilatoren officieel vrijgegeven.
afbeelding
Het maken van een ventilatorblad omvat meer dan 80 processtappen
Hier zijn slechts enkele stappen
Vriendelijke herinnering: het wordt aanbevolen om via wifi te kijken
In een oven met een temperatuur van bijna 1,000 graad wordt argongas gebruikt om drie verbonden titaniumplaten uit te zetten en nauwkeurig te vormen.
Terwijl de buitenste twee titaniumplaten uitzetten, strekt de middelste laag zich uit tot in de kernstructuur, waardoor het holle blad buitengewone sterkte krijgt.
Observeer miljoenen datapunten met een meetnauwkeurigheid van 40 micron, wat overeenkomt met de helft van de diameter van een mensenhaar.
De robot polijst en scant het virtuele 3D-model om eventuele verschillen in het mes te detecteren.
afbeelding
Composiet ventilatorsysteem van koolstof/titaniumlegering
Na zoveel jaren van ontwikkeling weten we dat de ruimte voor het optimaliseren van de aerodynamische prestaties van vliegtuigen zeer beperkt is, en iedereen heeft zijn focus verlegd naar het verder verbeteren van de voortstuwings- en verbrandingsefficiëntie van de motor.
Door de Advance- en UltraFan-projecten uit te voeren, wordt verwacht dat Rolls-Royce de komende jaren grote technologische doorbraken op het gebied van civiele motoren zal realiseren.
Voorschotproject
In het kader van het Advance-project is Rolls-Royce van plan een nieuw ontwikkelde hogedrukkernmotor met een boostratio van meer dan 60 te gebruiken om de volgende generatie turbofanmotoren te bouwen. De Advance-motor, die naar verwachting in 2020 in gebruik wordt genomen, zal een bypass-ratio van ruim 11 hebben en een brandstofverbruik dat minimaal 20% lager ligt dan de huidige Trent 700.
Vriendelijke herinnering: het wordt aanbevolen om via wifi te kijken
UltraFan™-ventilator
UltraFan zal het middendrukturbineontwerp op basis van de Advance-kernmachine verder verbeteren en de ventilator via een tandwielsysteem aandrijven.
afbeelding
De UltraFan-motor, die naar verwachting na 2025 in gebruik zal worden genomen, maakt gebruik van een door tandwielen aangedreven ventilator met variabele spoed. De totale boost-ratio zal 70 bereiken, de bypass-ratio zal naar verwachting 15 bereiken en het brandstofverbruik zal minstens 25% lager zijn dan dat van de Trent 700.
Vriendelijke herinnering: het wordt aanbevolen om via wifi te kijken
Hoe geweldig is de UltraFan-motor?
Het CTi-ventilatorsysteem van de UltraFan-motor (vertaald als: superventilator) maakt gebruik van ventilatorbladen van koolstofvezel/titaniumlegering en een kap van composietmateriaal, waardoor het gewicht van elk vliegtuig met 680 kg kan worden verminderd, wat overeenkomt met het vervoeren van zeven extra vliegtuigen. passagiers zonder dat de kosten stijgen. .
Het ontwerp met variabele snelheid van de superventilatormotor zal effectief vermogen leveren voor toekomstige motoren met hoge stuwkracht en hoge bypass-verhouding.
"Groen" komt niet alleen tot uiting in de materiaalbasiskleur van de ventilatorbladen van koolstofvezel/titaniumlegering, maar betekent ook de energiebesparende en milieubeschermende effecten: brandstofbesparing, emissiereductie en geluidsreductie.
Het brandstofverbruik en de uitstoot van de superventilatormotor zullen 25% lager zijn dan die van de huidige Trent 700-motor, en het is ook de basistechnologie van het Environmentally Friendly Engine (EFE) verificatieprogramma.
afbeelding
Omdat de ventilatorboostverhouding erg laag is, wordt een variabele toonhoogteregeling gebruikt om afslaan en fladderen bij niet-ontwerpsnelheden te voorkomen, en worden schuine en geveegde uitgangsgeleidingsbladen gebruikt in combinatie met een geluidsabsorptiebehandeling, die het geluid effectief kan verminderen.
De superventilatormotorgondel is een vrijdragende gondel met uitgangsgeleidingsbladsteunen. Dit ontwerp elimineert de stuwkrachtomkeerinrichting en vermindert het gewicht van de motor aanzienlijk.
Het verwijderen van de stuwkrachtomkeerinrichting kan ook de inlaat- en uitlaatverliezen verminderen, waardoor het geluidsniveau verder wordt verlaagd.
afbeelding
Een van de kernontwerpen van de superventilatormotor, de "power-versnellingsbak", heeft onlangs een test op de bank in Duitsland voltooid, waarbij het rendement 70,000 pk bereikte. Dit is opnieuw een belangrijke mijlpaal voor het project.
Het ontwerpvermogen van de versnellingsbak zal 100000 pk bereiken, en 's werelds grootste turbofanmotor met tandwieloverbrenging zal binnenkort beschikbaar zijn.
UltraFan voltooide zijn eerste vliegtest in 2014 op de testbasis in Arizona, VS, met de Trent 1000-motor van het Boeing 747-200-vluchtplatform.
Uit tests in de Verenigde Staten bleek dat de fans goed presteerden, wat de eerste grote mijlpaal voor het project markeerde.
Op de uiteinden van de ventilatorbladen zijn glasvezelsensoren geïnstalleerd om de gezondheid van de ventilator te controleren.
Rolls-Royce investeert jaarlijks £1,2 miljard tot £1,3 miljard in R&D.
De Superfan-motor zal naar verwachting in 2025 in gebruik worden genomen. Momenteel levert de turbofanmotor GTF van Pratt & Whitney stroom aan Airbus A320neo, Bombardier C-serie, Mitsubishi Jet MRJ, Russian MC-21 en Embraer EJet-E2. Motoren voor de burgerluchtvaart Er komt een revolutionair tijdperk aan.
