Rolls-Royce UltraFan

Двигатель Rolls-Royce UltraFan в разрезе
Концепт турбовентиляторного двигателя Rolls-Royce UltraFan с редукторным приводом вентилятора

Концепт двигателя UltraFan был представлен Rolls-Royce в начале 2012 года в рамках исследования NASA «Экологически ответственная авиация» (ERA) совместно с Lockheed Martin.

Старт работ над этой моделью ознаменовал завершение развития семейства Trent.

Двигатель планируется вывести в эксплуатацию к 2025 году.

Конструкция

Rolls-Royce UltraFan будет оснащён редукторным приводом вентилятора, степень двухконтурности должна составить 15, а коэффициент компрессии достичь 70.

Вентилятор

UltraFan получит облегчённый вентилятор с лопастями из титаноуглеродного волокна.

Компрессор и турбина

Фундаментальные изменения предусмотрены именно в конструкции компрессора и турбины. Традиционная архитектура ядра Trent подвергается пересмотру: работа, выполняемая турбиной среднего давления, частично переносится на турбину высокого давления.

В отличие от двухвальных двигателей, в которых вентилятор и компрессор низкого давления приводятся в действие турбиной низкого давления, в Trent турбина низкого давления приводит только только вентилятор. В дополнение к обычному компрессору низкого давления, конструкция с тремя валами получила промежуточный компрессор среднего давления, который приводится в действие с помощью турбины среднего давления. Турбины же высокого давления у двух- и трёхвальных двигателей аналогичны, хотя в компрессоре и турбине последних обычно меньше ступеней.

В предыдущих поколениях Trent вплоть до Advance производитель расширял работу, выполняемую компрессором и турбиной среднего давления. Основным архитектурным изменением UltraFan является включение редукторной системы Power Gearbox (PGB), которая будет управлять большим вентилятором с увеличенной степенью двухконтурности и позволит избавиться от турбины и компрессора низкого давления. Конструкторы Rolls-Royce назвали такую конфигурацию «два с половиной вала», при этом коробка приводов весит меньше удаляемых из двигателя компонентов, что позволяет получить заметный суммарный выигрыш в общей массе.

Эволюция двигателей Rolls-Royce
Эволюция двигателей Rolls-Royce: этапы развития идеи отказа от турбины низкого давления с помощью UltraGear

Однако турбина среднего давления ввиду возрастающей на неё нагрузки получает больше ступеней, чем на Trent, и более длинные лопатки. Их будут облегчать расширенным использованием композитных материалов при изготовлении лезвий и применением гибридных керамических подшипников на валах.

Камера сгорания

В создании поверхности камеры сгорания активно применяются композитные материалы на основе термостойкой керамической матрицы (CMC), способные выдерживать более высокие температуры.

Реверс

Поскольку новый редукторный привод позволит контролировать работу вентилятора на всех этапах полёта — включая посадку, — гондола UltraFan не будет включать реверс тяги.

Rolls-Royce провёл первые испытания под нагрузкой коробки для UltraFan

Rolls-Royce провёл первые испытания под нагрузкой коробки для UltraFan

Rolls-Royce провёл первые испытания под нагрузкой коробки приводов для нового двигателя UltraFan. Производитель называет её «жизненно важным компонентом конструкции UltraFan», а успешный запуск — «значительным шагом» в разработке ...