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遄达XWB-97引擎 空客A350-1000强劲的心正文

类别:非主流意境 | 点击: | 日期:2019-03-05

遄达XWB-97引擎 空客A350-1000强劲的心


自2015年初以来,世界上效率最高的大型航空发动机遄达XWB-84一直在为新型空客A350 XWB提供卓越服务。目前,该机型的更大版本—A350 XWB-1000即将面世,并将装配遄达家族不同型号发动机。

遄达XWB-97推力高达97,000磅,比-84更加强劲,用来推动A350-1000。

尽管遄达XWB-97是-84的升级增推版本,但并不意味着其研发、测试和认证会变得容易。虽然-97的许多特征与-84类似,但在某些方面却截然不同,包括为产生更高推力,让飞机发挥最大性能而采用的先进技术等。

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冷却

遄达XWB-97将是罗罗有史以来获得最高推力认证的发动机,也是所有民用发动机中工作温度最高、冷却系统最先进的。罗罗身处发动机技术最前沿,致力于最高效发动机的制造。

从用户的角度讲,遄达XWB-97与-84的差异微乎其微,它们在设计上可以为飞行员带来同样的飞行体验。

两款发动机的机械系统完全相同,因此航空公司在进行基本维护时会发现80%的航线可更换件和工具都是相同的。从外观上看,两款发动机也完全相同。事实上,你可能需要查看发动机的铭牌来区分两款发动机。

然而,遄达XWB -97内部的变化是显而易见的。前风扇叶片数量不变,直径也保持原来的118英寸,但转速却提高了约6%。因压缩机内空气流量增加,核心机尺寸相应加大;该款发动机燃烧室和涡轮机的运行温度均高于-84。

另一大差异是-97的高压和中压压气机更加广泛地使用了叶盘(即一体化的叶片和轮盘)。 叶盘可以提高空气动力效率,同时相对于常规组件可以减轻重量。在罗尔斯-罗伊斯开发的所有民用发动机中,遄达XWB-97配备的1级中压压气机叶盘是迄今为止最大的。

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创新不仅体现在压气机上,高压涡轮机也采用了更多技术。为实现更好的性能和更高的效率,需要将涡轮机的温度能力提高到高于以往所有大型航空发动机的水平。在更高温度条件下,保持热效率至关重要,因此为高压涡轮叶片投资研发了新型材料和涂层,同时还使用了智能冷却系统,能够在整个飞行过程中为叶片提供适量的冷却空气。对冷却空气的调节可保证最高运行效率的实现,同时又能保护涡轮叶片并将它的在翼寿命最大化。为确保实现这一目的,罗罗对涡轮机进行了极其严格的耐久性测试。

同时,遄达XWB -97将助力航程超过8,000海里的远程飞机。因此大量的时间将用于巡航,起飞和降落次数少于航程相对较短的机型。

遄达XWB-97研发过程中也采用了增材制造技术(ALM,又称3D打印技术)来生产零部件。罗尔斯-罗伊斯运用该技术为-97生产出世界最大的航空发动机部件—直径达1.5米的前轴承腔。采用ALM技术制造的叶环构成了发动机核心机的入口,每个叶片内部都有一系列错综复杂的加热通道,在不利天气条件下,防冰系统可利用这些加热通道来保护发动机。

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灵活性

ALM有两大优势,相较常规的铸造和加工流程,不仅显著缩短了发动机研发周期,也为设计过程带来了明显的灵活性,这两点可谓意义重大。这种设计上的自由意味如今设计出的复杂组件只有通过此种制造技术才能生产。例如,目前罗罗设计的复杂的内部路径和通道是传统制造方法无法实现的。

然而,还有一些现实因素需要克服。一旦采用该技术进行部件量产,则必须自始至终使用该技术,因为这是唯一的生产方法。你需要拥有足够的设备来保证生产速度。最后,需要一个稳定、足量、可靠的雾化金属粉末来源。ALM技术需要我们做更多工作,但该项技术的确极具吸引力。

介于以上考虑,尽管ALM制造的前轴承腔将应用于-97的研发,但不会用于初期的量产发动机。

耐久性

迄今为止,有四台发动机参与了-97研发项目。首台发动机的测试一直持续到2014年9月,为研发团队提供了许多有用数据。如今此台发动机还在参与研发,并将进行一系列重要测试,如“鸟撞”试验等。

第二台发动机在加拿大完成了寒冷和冰雪天气条件下的运行试验。第三台一直在进行耐久性测试,同时还在英国德比的试车台上进行了X射线扫描。动态X射线图可以显示发动机内部组件的运行状况,这有助于工程师通过有效地观察内部情况来验证设计理论。参与研发的第四台发动机用于性能测试。

以上所有测试均为最终的试车奠定基础,第五台发动机试车则在空客A380飞行试车台上进行。

罗罗在该项目中没有进行高空模拟试验,所有的高度试验都在飞行试车台上进行,因为这样做有诸多优势。

遄达XWB-84项目有五架试飞飞机,-97只有三架。当然,空客公司还将在A350-1000上开展多项试验,其中75%的试验曾在A350之前的型号上进行过。不过,在空客进行试验之前,我们在A380飞行试车台上的测试次数已经可以保证全面消除推进系统的风险。”

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你知道吗?A350-1000飞机是空中客车全新的宽体飞机系列中最长的一款,机身总长约74米,定于2018年投入服务,具有极高的效率、无与伦比的可靠性和最佳的性能。

A350-1000在传统两舱布局下可搭载369名乘客,航程可达8,000海里。

遄达XWB-97发动机具备更高的载荷能力,更远的航程,起飞推力高达97,000磅,是有史以来为空客飞机开发的最大推力的发动机。凭借特别定制的遄达XWB发动机,A350-1000将可帮助航空公司在新兴市场上开辟远程航线,如上海-波斯顿、巴黎-圣地亚哥航线等。

武明飞

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