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采用碳纤维复合材料的全球最大的飞机发动机已全面投入运行并行将开展测试

来源:碳纤维及其复合材料 发布时间:2023-01-30 393
化工增强塑料工业金属加工
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根据劳斯莱斯Rolls-Royce公司发布的最新消息显示,该公司已经完成了其大型UltraFan发动机的首台演示机的制造工作,该发动机最终将在2030年代开发的客机上投入使用。

根据劳斯莱斯Rolls-Royce公司发布的最新消息显示,该公司已经完成了其大型UltraFan发动机的首台演示机的制造工作,该发动机最终将在2030年代开发的客机上投入使用。相关的测试很快就要开始,预计效率将提高25%。


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在可预见的未来,飞机将继续燃烧碳氢化合物燃料——目前还没有清洁的替代品可以让你在航程和续航能力上接近目前的长途客机。因此,劳斯莱斯正在继续开发其下一代UltraFan发动机。


这款巨大的蓝叶涡轮风扇发动机将成为窄体和宽体飞机的全系列发动机中的第一款,推力从25000磅力到约110000磅力不等。它的风扇直径为140英寸(3.56米),比通用电气GE9X的风扇大了近5%,GE9X目前是客机级别最大的发动机。然而,随着直径的小幅度增加,扫掠面积也相应增加。


UltraFan利用了劳斯莱斯新型机器人控制的3D复合材料制造工艺,该工艺现在能够生产出风扇叶片空气动力学所需的复杂形状。钛合金仍然是工程师们选择的叶片前缘,但其余的是碳纤维复合材料。这使得它比劳斯莱斯特伦特级发动机中使用的全钛风扇轻得多。这种轻便的风扇是劳斯莱斯能够制造如此大的发动机的关键原因,但在较小的版本上,它基本上可以为额外的有效载荷和乘客减轻重量。


重量轻、大直径、高涵道比、动力变速箱和高速压缩机,这些都大大节省了劳斯莱斯发动机的燃油。


UltraFan还在风扇和后部压缩机之间运行了一个行星动力齿轮箱,因此风扇可以以其最佳低速运行,而压缩机则以其最佳高速运行。在早些时候的测试中,变速箱处理了大约65兆瓦(87000马力)的功率,这是另一项航空航天记录。


虽然风扇的直径很大,但内部的涡轮机保持相当紧凑,劳斯莱斯的工程师已经确保大量的空气绕过压缩机核心并直接从发动机后部流出,而不是通过发动机核心来驱动压缩机。这创造了一个高的涵道比,有助于将噪音降低35%,并显著提高了发动机的燃油效率。


劳斯莱斯表示,UltraFan发动机将比其第一代Trent发动机节省约四分之一的燃料,使其运行成本更低,续航里程更长,对环境也更好。它们也能更有效地捕获氮氧化物排放,将这些排放量降低40%左右,并或多或少地完全消除了颗粒物排放。它的设计初衷是使用100%的可持续航空燃料,但劳斯莱斯也在探索混合电动化和氢燃烧,以实现完全脱碳。


现在,第一台技术演示机已经完全组装完毕,它将被送往该公司位于英国德比的全新的、价值1.08亿美元的Testbed 80测试设施——这是世界上“最大、最智能”的测试设施,专门围绕UltraFan测试项目的需求进行设计和建造,在那里,团队将开始随着开发的继续进行测试。


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