Редукционный турбовентиляторный двигатель
| Редукционный турбовентиляторный двигатель | |
|---|---|
| |
| Редукторный турбовентиляторный двигатель. [1]: Вентилятор . [2]: Коробка передач . |
ТРДД с редуктором — это тип турбовентиляторного авиационного двигателя с планетарным редуктором между компрессором/турбиной низкого давления и вентилятором , позволяющим каждому вращаться с оптимальной скоростью. Преимущество конструкции — меньший расход топлива и гораздо более тихая работа. Недостаток в том, что это увеличивает вес и сложность.
Технология
[ редактировать ]В обычном турбовентиляторном двигателе один вал («вал низкого давления» или вал низкого давления) соединяет вентилятор, компрессор низкого давления и турбину низкого давления (второй концентрический вал соединяет компрессор высокого давления и турбину высокого давления). ). В этой конфигурации максимальная скорость вращения вентилятора большего радиуса ограничивает скорость вращения вала НД и, следовательно, компрессора НД и турбины. При высоких степенях двухконтурности (а, следовательно, и больших передаточных числах радиуса) скорость вращения турбины НД и компрессора должна быть относительно низкой, что означает, что требуются дополнительные ступени компрессора и турбины для поддержания средних нагрузок ступеней и, следовательно, общего КПД компонентов на приемлемом уровне. приемлемый уровень.
В турбовентиляторном двигателе с зубчатой передачей планетарный редуктор между вентилятором и валом НД позволяет последнему работать с более высокой скоростью вращения, что позволяет использовать меньше ступеней как в турбине НД, так и в компрессоре НД, повышая эффективность и снижая вес. Однако некоторая энергия будет потеряна, так как тепло в зубчатом механизме, а вес, сэкономленный на ступенях турбины и компрессора, частично компенсируется весом коробки передач. Это также влияет на стоимость производства и надежность.
Более низкая скорость вентилятора обеспечивает более высокую степень двухконтурности, что приводит к снижению расхода топлива и значительному снижению шума. BAe 146 оснащен турбовентиляторными двигателями с редуктором и по-прежнему остается одним из самых тихих коммерческих самолетов. [1] Значительная часть снижения шума достигается за счет уменьшения скорости вращения кончиков вентиляторов. В обычных турбовентиляторных двигателях кончики вентиляторов превышают скорость звука, вызывая характерное гудение, требующее шумоглушения. Турбовентиляторные двигатели с редуктором приводят в действие вентилятор на достаточно низкой скорости вращения, чтобы избежать сверхзвуковых скоростей законцовки. [2]
История
[ редактировать ]Первый турбовентиляторный двигатель с редуктором был создан в 1970 году. [3]
Рассмотрев конструкцию редуктора, General Electric и Safran отказались от него в своем CFM LEAP из-за проблем с весом и надежностью, отложив его использование для будущего применения, когда Pratt & Whitney начала разработку редуктора PW1000G . [4]
С момента своего создания в 2016 году, несмотря на то, что долговечность турбовентиляторного двигателя с редуктором семейства Pratt & Whitney PW1000G является постоянной проблемой, с конструкцией редуктора не связано никаких проблем с надежностью. [5]
Новейшая конструкция двигателя Rolls-Royce для больших турбовентиляторных двигателей (тяга от 25 000 до 110 000 фунтов) — UltraFan . [6] включает в себя силовой агрегат с новой максимальной мощностью 64 МВт (87 000 л.с.) и продемонстрировал эту полную мощность во время испытаний в 2021 году. [7]
Использовать
[ редактировать ]
Технология турбовентиляторного двигателя с редуктором используется в следующих двигателях:
- Гаррет TFE731
- Lycoming ALF 502 / LF 507
- Пратт и Уитни PW1000G
- Роллс-Ройс УльтраФан
- Турбомека Астафан
- Турбомека Аспин
Предварительное использование
[ редактировать ]- Rolls-Royce/SNECMA M45SD, производная от турбовентиляторного двигателя Rolls-Royce/SNECMA M45H , разработанная для демонстрации сверхтихих технологий двигателей, необходимых для самолетов взлета и посадки, работающих из аэропортов в центре города.
- IAE SuperFan , производная от IAE V2500, предложенная для Airbus A340 в период с 1987 по 1992 год.
- «Авиадвигатель ПД-18Р», модификация безредукторного ПД-14 на основе его высокотемпературной активной зоны, будет завершена к 2020 году.
См. также
[ редактировать ]Связанные списки
Ссылки
[ редактировать ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ «Более эффективный реактивный двигатель начинает работать» . TechnologyReview.com .
- ^ «Шум циркулярной пилы и нелинейная акустика — инженерия и окружающая среда» . www.southampton.ac.uk . Университет Саутгемптона . Проверено 27 октября 2017 г.
- ^ Эль-Сайед, Ахмед Ф. (25 мая 2016 г.). Основы летательного аппарата и ракетного движения . Спрингер. ISBN 978-1-4471-6796-9 – через Google Книги.
- ^ Льюис Краускопф (15 сентября 2014 г.). «Руководитель GE говорит, что избегал использования редукторной конструкции в битве за реактивные двигатели с Праттом» . Рейтер .
- ^ Джо Ансельмо (11 мая 2023 г.). «Подкаст: объяснение проблемы долговечности Pratt & Whitney» . Авиационная неделя . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ Роллс-Ройс плк. «Экологичное решение на десятилетия вперед» . Проверено 23 ноября 2023 г.
- ^ Бен Сэмпсон (1 сентября 2021 г.). «Редуктора двигателя Rolls-Royce Ultrafan побили мировой рекорд в аэрокосмической отрасли» . Международная организация аэрокосмического тестирования . Проверено 23 ноября 2023 г.
Библиография
[ редактировать ]- Коннорс, Джек (2010). Двигатели Пратта и Уитни: техническая история . Рестон. Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики . ISBN 978-1-60086-711-8 .
- Франсильон, Рене Дж. Макдоннелл Дуглас Самолеты с 1920 года . Лондон: Патнэм, 1979. ISBN 0-370-00050-1 .
- Ганстон, Билл (2006). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей, 5-е издание . Phoenix Mill, Глостершир, Англия, Великобритания: Sutton Publishing Limited. ISBN 0-7509-4479-Х .