Čistý, tichý, výkonný: motory pro nové trysky
Čistý, tichý, výkonný: motory pro nové trysky
Anonim
Čistý, tichý, výkonný: motory pro nové trysky
Čistý, tichý, výkonný: motory pro nové trysky

Když Airbus A380 a Boeing 787 vstoupí do provozu, budou mít nejpokročilejší tryskové motory, jaké kdy byly nasazeny na dopravní letadla.

GeneralElectric (GE), Rolls-Royce a GE-Pratt & Whitney Engine Alliance vyvinuly GEnx pro Boeing 787; Trent900 pro A380 a Trent 1000 pro 787; a GP7200 pro A380.

Pro své první veřejné vystoupení v neděli a svůj první let v září bude mít Boeing 787 nainstalovány turbodmychadlové motory Rolls-Royce Trent1000. GEnx bude součástí 787 dodávek počínaje rokem 2008. Trent 900 a GP7200 jsou již certifikovány pro komerční provoz na A380.

Od konce 60. let byly všechny západní komerční proudové motory turboventilátory. Asi 90 procent tahu, který dnešní motory produkují, pochází ze studeného vzduchu, který se nespaluje ve spalovací komoře v jádru motoru, ale je hnán zpět vysokou podzvukovou rychlostí kolem pláště pokrývajícího střed motoru.

Výrobci tomu říkají ?bypass? vzduch. Je produkován velkým ventilátorem v přední části motoru, který také nasává vzduch, který vstupuje do jádra motoru. Vzduch vstupující do aktivní zóny je stlačen z atmosférického tlaku na tlak 25 až 50 atmosfér, smíchán s palivem a spálen pro pohon turbín, které pohánějí ventilátor a kompresory pomocí ocelových cívek.

Dnešní bigturbofans mají 10 až 14 turbínových stupňů, z nichž každý nese desítky lopatek. Tyto motory generují tolik tahu, že každá lopatka turbíny zvládne tolik výkonu, kolik vyprodukuje motor závodního vozu Formule 1, řekl Robert Nuttall, viceprezident marketingu společnosti Rolls-Royce Civil Business.

Nejnovější motory jsou mnohem šetrnější k životnímu prostředí než ty dřívější. GEnx vypouští o 15 procent méně oxidu uhličitého (CO2), než motory předchozí generace se stejným tahem, řekl Melvyn Heard, marketingový manažer programu GEnx.

Produkuje také poloviční množství oxidů dusíku (NOx) jako jeho předchůdci. Znečištění NOx je zvláštním problémem v komunitách v blízkosti letišť: Vysoké koncentrace se hromadí, když tryskové motory jsou delší dobu nečinné a poté přejdou na vzlet.

Pokrokové technologie v oblasti aerodynamiky a materiálů umožňují novým konstrukcím motorů vážit na kilogram tahu výrazně méně než dřívější motory.

Lopatky ventilátoru GEnx a kryt ventilátoru motoru jsou vyrobeny z kompozitních materiálů, což ve srovnání s motory předchozí generace šetří 1 000 liber hmotnosti. Toto snížení hmotnosti zlepšuje účinnost motoru a spalování paliva.

Rolls-Royce použil superplastické tvarování a difúzní spojování k vytvoření titanových lopatek ventilátoru pro Trent 900 a 1000, které jsou duté. Tyto lopatky jsou ještě lehčí než kompozitové lopatky ventilátoru, ale jsou stejně pevné jako lopatky vyrobené z masivního titanu, řekl Nuttall.

Oba výrobci používají k výrobě lopatek vysokotlakých turbín pokročilé slitiny niklu pokryté patentovanými keramickými povlaky, protože se jedná o nejžhavější části motorů. Nátěry působí jako keramické dlaždice pokrývající raketoplány, ale jsou extrémně tenké.

Čím je proudový motor hottera v chodu, tím efektivněji vytváří tah. Rolls-Royce a GE tedy navrhly své lopatky turbíny tak, aby měly spoustu malých otvorů. Tyto otvory tlačí relativně chladný vzduch na povrch čepele, což jim umožňuje odolávat vyšším teplotám.

Při teplotě 980 stupňů Fahrenheita není chladicí vzduch pro lopatky turbíny vůbec chladný. Protože však přichází přímo z vysokotlakých stupňů kompresoru motoru, je mnohem chladnější než vzduch, který vychází ze spalovací komory.

Dnešní počítače umožňují výrobcům modelovat nesmírně složitou dynamiku tekutin procházejících motorem s turbodmychadlem a optimalizovat aerodynamický design každé lopatky. Lopatky ventilátoru GEnx jsou aerodynamicky tak účinné, že ventilátor potřebuje pouze 18 lopatek. Předchůdce motoru GE potřeboval 35.

Nové pohonné jednotky budou o 50 procent tišší než dnešní motory, a to díky inovacím, jako jsou šipky, které Goodrich navrhl pro kryty motoru nebo gondoly modelu 787. Vroubkované chevrony vypadají téměř jako obrovské, pravidelně rozmístěné zákusy ze zadní části každé gondoly.

Výzkum provedený Boeingem ukázal, že šipky účinně mísí obtokový vzduch vycházející z motoru s venkovním vzduchem. Tím se zabrání tomu, aby se obě vzduchové hmoty vzájemně stříhaly a způsobily syčivý hluk spojený s proudovými motory.

Výroba lopatek ventilátoru ze silnějších a lehčích materiálů také pomáhá snížit hluk motoru. Vějířové lopatky lze zvětšit, aby zpomalily špičky lopatek pod nadzvukovou rychlost při jejich otáčení. Když A380 a 787 vstoupí do komerčního provozu, téměř veškerý hluk, který vydávají velká dopravní letadla, bude pocházet z vytlačování vzduchu draky, nikoli z motorů, řekl Heard.

Nové elektrárny představují hlavní technologické úspěchy. Stávající turbofanové motory však již odvádějí úžasnou práci.

Vnitřní prostory motoru mají poloviční teplotu než povrch slunce a tlak ve středu motoru odpovídá polovičnímu kilometru v oceánu, řekl Nuttall.

Každý motor nasaje každou sekundu jeden a půl tuny vzduchu. Jsou vyrobeny z 20 000 bitů, řekl. ?A každý motor musí fungovat pět let nebo déle, aniž by šel do garáže.

Populární podle témat