Роллс-Ройс WR-21

Rolls -Royce WR-21 — это газотурбинный морской двигатель , разработанный для оснащения новейших надводных кораблей стран -партнеров.

История

Разработанный при государственном финансировании Великобритании, Франции и США, WR-21 был спроектирован и изготовлен международным консорциумом во главе с Northrop Grumman в качестве генерального подрядчика. ^{[ 1 ]} Сама турбина была разработана в первую очередь компанией Rolls-Royce при значительном участии DCN в морских инженерных и испытательных центрах , а компания Northrop Grumman отвечала за промежуточный охладитель , рекуператор и системную интеграцию . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Разработка WR-21 во многом опирается на технологию успешных Rolls-Royce RB211 и Trent . семейств газовых турбин ^{[ 3 ]}

Первоначальный проект и разработка WR-21 осуществлялась компанией Westinghouse Electric Corporation (позже Northrop Grumman Marine Systems) по контракту ВМС США, заключенному в декабре 1991 года. Позже Королевский флот и ВМС Франции WR-21 заинтересовались . что привело к участию компаний Rolls-Royce и DCN. ^{[ 4 ]}

WR-21 — двигательная установка эсминцев типа 45 Королевского флота .

Дизайн

WR-21 — первая авиационная газовая турбина , в которой используются газового компрессора технологии промежуточного охладителя и системы рекуперации тепла выхлопных газов , которые обеспечивают низкий удельный расход топлива во всем рабочем диапазоне двигателя. ^{[ 3 ]} Он обеспечивает сокращение расхода топлива на 30% в типичном режиме эксплуатации судна. ^{[ 5 ]}

Интеркулер охлаждает воздух , поступающий в компрессор высокого давления, уменьшая количество энергии, необходимой для сжатия воздуха. ^{[ 3 ]}
Рекуператор отходящего предварительно нагревает воздух для горения за счет рекуперации тепла из выхлопных газов, что повышает эффективность цикла и снижает расход топлива. ^{[ 3 ]}

Технические характеристики

Номинальная мощность: 25,2 МВт
Удельный расход топлива : примерно 190 г/кВтч (53 г/МДж)
Снаряженная масса основного модуля: 45 974 кг.
Двухзолотниковый газогенератор и силовая турбина свободного вращения.
- Золотник низкого давления (НД) с шестиступенчатым компрессором и одноступенчатой турбиной при 6200 об/мин.
- Золотник высокого давления (ВД) с шестиступенчатым компрессором и одноступенчатой турбиной при 8100 об/мин.
- Пятиступенчатая турбина свободной мощности 3600 об/мин (60 Гц)
Интеркулер между компрессорами НД и ВД
Девять радиальных камер сгорания
Рекуператор тепла отработанных газов к воздуху на входе в камеру сгорания

Операционные вопросы

В 2009 году было обнаружено, что интеркулер Northrop Grumman , установленный на WR-21 на эсминцах Типа 45, имел серьезный конструктивный недостаток. ^{[ 6 ]} не работает при температуре воды выше 30°С. Интеркулер первого эсминца Тип 45, HMS Daring , вышел из строя в середине Атлантики в 2010 году, и его пришлось ремонтировать в Канаде, с дальнейшим ремонтом из-за неисправности интеркулера в 2012 году в Бахрейне. Новаторская интегрированная электрическая силовая установка (IEP) Type 45 использует два WR-21 и два дизельных генератора Wartsila мощностью 2 МВт для питания всего на борту, включая системы вооружения в дополнение к двигательной установке и другим функциям, что делает корабли уязвимыми к «полному отказу электрической системы». ". В Министерстве обороны заявили: «Тип 45 был разработан для операций по всему миру, от субарктических до экстремальных тропических условий, и продолжает эффективно действовать в Персидском заливе и Южной Атлантике круглый год». ^{[ 7 ]}

Двигатели WR-21 придется дополнить одним или двумя дополнительными дизель-генераторами, устанавливаемыми путем разрезания корпуса в сухом доке .

Бывший первый морской лорд-адмирал Филип Джонс пояснил, что «газовые турбины WR-21 были спроектированы в экстремально жарких погодных условиях с тем, что мы называем «плавным ухудшением» их характеристик, пока вы не дойдете до точки, когда они выходят за пределы температуры, при которой они могли бы работать. работать... мы обнаружили, что устойчивость дизель-генераторов и WR-21 на корабле в данный момент не ухудшалась изящно; она ухудшалась катастрофически, и именно с этим нам пришлось разобраться». Адмирал по-прежнему утверждал, что, несмотря на проблемы, Королевский флот смог без особых ошибок развернуть эсминцы Типа 45 в течение девятимесячных циклов в регионе Персидского залива, где температура высока. Королевский флот также смог поддерживать в оперативной готовности как минимум два Type 45. ^{[ 8 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Команда Northrop Grumman/Rolls-Royce выбрана в качестве предпочтительного поставщика» . Defense-Aerospace.com . 1 ноября 2000 года . Проверено 30 января 2016 г.
^ «Азартная игра WR-21 окупается» . Джейн ВМС Интернэшнл. 2000 . Проверено 16 ноября 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Морская газовая турбина WR-21» . Компания Роллс-Ройс . Проверено 16 ноября 2009 г.
^ Карл Л. Вейлер, Джон Чиприч (октябрь 1997 г.). Обзор и обновление газотурбинной системы с промежуточным охлаждением и рекуперацией WR-21 . Конференция ASME 1997 Turbo Asia. Американское общество инженеров-механиков. ISBN 978-0-7918-7867-5 . Проверено 30 января 2016 г.
^ «Двигатель WR-21 выбран для эсминцев типа 45 Королевского флота» . Проверено 16 ноября 2009 г.
^ Тревитик, Тревор (22 марта 2018 г.). « Королевский флот модернизирует эсминцы типа 45, чтобы предотвратить их поломку » . Компания Time Inc. Проверено 22 апреля 2018 г.
^ Ричард Нортон-Тейлор (7 июня 2016 г.). «Эсминцы выйдут из строя, если их отправить на Ближний Восток, - признает Королевский флот» . Хранитель . Проверено 8 июня 2016 г.
^ «Устные показания: Военно-морские закупки: Тип 26 и Тип 45 HC 221» . Специальный комитет по обороне Палаты общин Великобритании. 21 июля 2016 года . Проверено 21 июля 2016 г.

Внешние ссылки

Страница морской газовой турбины Rolls-Royce WR-21 (архивировано 8 ноября 2013 г.)
Командир Колин Р. Инглиш (ноябрь 2003 г.). Газотурбинный двигатель с промежуточным охлаждением и рекуперацией WR-21 — интеграция в военные корабли будущего (PDF) . Материалы Международного конгресса по газовым турбинам, Токио, 2003 г.

[grumman-2000-1] Jump up to: ^а ^б «Команда Northrop Grumman/Rolls-Royce выбрана в качестве предпочтительного поставщика» . Defense-Aerospace.com . 1 ноября 2000 года . Проверено 30 января 2016 г.

[Janes-2] «Азартная игра WR-21 окупается» . Джейн ВМС Интернэшнл. 2000 . Проверено 16 ноября 2009 г.

[RR-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Морская газовая турбина WR-21» . Компания Роллс-Ройс . Проверено 16 ноября 2009 г.

[asme-1997-4] Карл Л. Вейлер, Джон Чиприч (октябрь 1997 г.). Обзор и обновление газотурбинной системы с промежуточным охлаждением и рекуперацией WR-21 . Конференция ASME 1997 Turbo Asia. Американское общество инженеров-механиков. ISBN 978-0-7918-7867-5 . Проверено 30 января 2016 г.

[PR-5] «Двигатель WR-21 выбран для эсминцев типа 45 Королевского флота» . Проверено 16 ноября 2009 г.

[6] Тревитик, Тревор (22 марта 2018 г.). « Королевский флот модернизирует эсминцы типа 45, чтобы предотвратить их поломку » . Компания Time Inc. Проверено 22 апреля 2018 г.

[7] Ричард Нортон-Тейлор (7 июня 2016 г.). «Эсминцы выйдут из строя, если их отправить на Ближний Восток, - признает Королевский флот» . Хранитель . Проверено 8 июня 2016 г.

[auto-8] «Устные показания: Военно-морские закупки: Тип 26 и Тип 45 HC 221» . Специальный комитет по обороне Палаты общин Великобритании. 21 июля 2016 года . Проверено 21 июля 2016 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

v т и Rolls-Royce Holdings Авиационные двигатели и самолеты
Турбовентиляторные двигатели	Прогресс 2 Продвинутый 3 АЕ 3007 † БР700 ‡ EJ200 ‡ F136 ‡ РБ183 РБ282 РБ401 РДЖ500 ‡ Спей Джуниор Рука Серия Трент ( Трент 500 Трент 700 Трент 800 Трент 900 Трент 1000 Трент XWB Трент 7000 ) В2500 ‡
Турбовинтовые двигатели / Турбовальные двигатели	501 ( варианты )† АЕ 2100 † М250 † МТР390 ‡ 300 руб. 500 руб. Т56 † Т406 † Т800 ‡ ТП400 ‡
Другие вентиляторные двигатели	РБ529 РБ2011 РБ3011 Лифтовая система
Авиапроизводные промышленные и судовые газовые турбины	МТ30 МТ7 WR-21 ‡
Самолет	УСКОРЕНИЕ
Символ † обозначает Allison. двигатели Символ ‡ обозначает авиационные двигатели совместной разработки. См. также авиационные двигатели Rolls-Royce Limited и Rolls-Royce Heritage Trust.