羅羅下一代航空發(fā)動機 采用碳纖維/鈦合金風扇葉片和復合材料機罩
發(fā)布時間：2020-01-09 20:36:48 點擊率：
羅羅于2014年發(fā)布了他們的下一代航空大型發(fā)動機，其中鈦合金空心風扇葉片是羅羅的核心技術之一。
他們花費了十年時間才終得到一個穩(wěn)定的、能滿足精度要求的生產工藝，并終得到非常輕巧但極其堅固的設計。近日，羅羅官方發(fā)布了風扇制造的工藝。
在溫度近1000℃的熔爐中，用氬氣使三片連接在一起的鈦板膨脹，精確成形。
隨著外側兩片鈦板膨脹，中間層伸展成為內核結構，使中空葉片具備非凡強度。
觀測數百萬個數據點，測量精度達40微米，相當于人類頭發(fā)直徑的一半。
機器人拋光并進行掃描，通過三維虛擬模型，檢測葉片上是否存在任何差異。
經過這么多年的發(fā)展，我們知道飛機氣動性能優(yōu)化的空間已非常有限, 大家把關注的焦點轉移到如何進一步提升發(fā)動機的推進和燃燒效率上。
羅羅公司通過開展Advance和UltraFan項目，有望在未來幾年實現民用發(fā)動機的重大技術突破。
Advance項目
在Advance項目下，羅羅公司計劃用全新研發(fā)的增壓比超過60的高壓核心機打造下一代渦扇發(fā)動機系列。預期在2020年投入使用的Advance發(fā)動機的涵道比將超過11，
燃油消耗率比目前的遄達700至少降低20%。
UltraFan將在Advance核心機的基礎上，進一步改進中壓渦輪設計，通過齒輪系統(tǒng)來驅動風扇。
預期2025
年以后投入使用的UltraFan發(fā)動機在采用齒輪驅動可變槳距風扇后，其總增壓比達到70，涵道比有望達到15，燃油消耗率將比遄達700至少降低
25%。
UltraFan發(fā)動機到底有多牛
超扇發(fā)動機的變速設計，將為未來的大推力、高涵道比發(fā)動機提供有效動力。
“綠”不僅表現在碳纖維/鈦合金風扇葉片的材料基色，更意味著它的節(jié)能環(huán)保效果：節(jié)油、減排、降噪。
超扇發(fā)動機的燃油消耗和排放將比目前的遄達700發(fā)動機降低25%，也是環(huán)境友好發(fā)動機（EFE）驗證計劃的基礎技術。
由于風扇增壓比很低，采用變槳距控制以使其在非設計轉速不發(fā)生失速和顫振，采用傾斜和掠形出口導向葉片并進行吸聲處理，能夠有效降低噪聲。
超扇發(fā)動機短艙是一種帶出口導向葉片支撐的懸臂短艙，這種設計去掉了反推力裝置，大大減輕發(fā)動機重量。
去掉反推力裝置還可減小進排氣損失，進一步降低噪聲水平。
超扇發(fā)動機的核心設計之一“動力齒輪箱”，日前已在德國完成臺架實驗，輸出效率達到7萬馬力，這是該項目的又一個重要里程碑。
動力齒輪箱的設計輸出功率將達10萬馬力，世界上大的齒輪傳動渦扇發(fā)動機即將面世。
UltraFan于2014年在美國亞利桑那州的試驗基地，搭載在波音747-200飛行平臺的遄達1000發(fā)動機上完成了次飛行試驗。
在美國的試驗表明風扇性能表現良好，這是該項目的個重要里程碑。
風扇葉尖處安裝有光纖傳感器，以監(jiān)控風扇的健康狀態(tài)。
羅羅每年投資于研發(fā)的經費為12億到13億英鎊。
超扇發(fā)動機計劃于2025年投入使用，目前普惠的齒輪渦扇發(fā)動機GTF已為空客A320neo、龐巴迪C系列、三菱噴氣MRJ、俄羅斯MC-21和安博威E噴氣-E2提供動力，民用航空發(fā)動機的革命性時代即將到來。
來自：蒂森新材料
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