โรลส์-รอยซ์เปิดตัวเครื่องยนต์การบินขนาดใหญ่เจเนอเรชั่นใหม่ในปี 2557 โดยใช้ใบพัดกลวงโลหะผสมไทเทเนียมเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักของโรลส์-รอยซ์
รูปภาพ
พวกเขาใช้เวลาสิบปีกว่าจะได้กระบวนการผลิตที่มั่นคงซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการด้านความแม่นยำได้ในที่สุด และผลลัพธ์ที่ได้คือการออกแบบที่เบามากแต่แข็งแกร่งมาก ล่าสุดโรลส์-รอยซ์ได้เปิดตัวกระบวนการผลิตพัดลมอย่างเป็นทางการ
รูปภาพ
การทำใบพัดลมเกี่ยวข้องกับขั้นตอนกระบวนการมากกว่า 80 ขั้นตอน
นี่เป็นเพียงไม่กี่ขั้นตอน
คำเตือนที่เป็นมิตร แนะนำให้รับชมผ่าน wifi
ในเตาเผาที่อุณหภูมิเกือบ 1,000 องศา ก๊าซอาร์กอนจะถูกนำมาใช้เพื่อขยายและขึ้นรูปแผ่นไทเทเนียมสามแผ่นที่เชื่อมต่อกันอย่างแม่นยำ
เมื่อแผ่นไทเทเนียมด้านนอกทั้งสองแผ่นขยายตัว ชั้นกลางจะขยายเข้าไปในโครงสร้างหลัก ทำให้ใบมีดกลวงมีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ
สังเกตจุดข้อมูลนับล้านจุดด้วยความแม่นยำในการวัด 40 ไมครอน ซึ่งเทียบเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางครึ่งหนึ่งของเส้นผมมนุษย์
หุ่นยนต์ขัดและสแกนโมเดลเสมือนจริง 3 มิติเพื่อตรวจจับความแตกต่างในใบมีด
รูปภาพ
ระบบพัดลมคอมโพสิตคาร์บอน/ไทเทเนียมอัลลอยด์
หลังจากหลายปีของการพัฒนา เรารู้ว่าพื้นที่ในการเพิ่มประสิทธิภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินนั้นมีจำกัดมาก และทุกคนได้เปลี่ยนความสนใจไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการขับเคลื่อนและการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ให้ดียิ่งขึ้น
ด้วยการดำเนินโครงการ Advance และ UltraFan คาดว่าโรลส์-รอยซ์จะบรรลุความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญในเครื่องยนต์พลเรือนในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
โครงการก้าวหน้า
ภายใต้โครงการ Advance โรลส์-รอยซ์วางแผนที่จะใช้เครื่องยนต์แกนแรงดันสูงที่พัฒนาขึ้นใหม่ โดยมีอัตราส่วนบูสต์มากกว่า 60 เพื่อสร้างซีรีส์เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนเจเนอเรชั่นถัดไป เครื่องยนต์ Advance ซึ่งคาดว่าจะนำไปใช้งานในปี 2020 จะมีอัตราการบายพาสมากกว่า 11 และอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงที่ต่ำกว่า Trent 700 รุ่นปัจจุบันอย่างน้อย 20%
คำเตือนที่เป็นมิตร แนะนำให้รับชมผ่าน wifi
พัดลม UltraFan™
UltraFan จะปรับปรุงการออกแบบกังหันแรงดันปานกลางโดยใช้เครื่องแกน Advance และขับเคลื่อนพัดลมผ่านระบบเกียร์
รูปภาพ
เครื่องยนต์ UltraFan ซึ่งคาดว่าจะเริ่มใช้งานหลังปี 2568 ใช้พัดลมแบบแปรผันที่ขับเคลื่อนด้วยเกียร์ อัตราส่วนบูสต์รวมจะสูงถึง 70 อัตราส่วนบายพาสคาดว่าจะสูงถึง 15 และอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงจะต่ำกว่า Trent 700 อย่างน้อย 25%
คำเตือนที่เป็นมิตร แนะนำให้รับชมผ่าน wifi
เครื่องยนต์ UltraFan นั้นยอดเยี่ยมแค่ไหน?
ระบบพัดลม CTi ของเครื่องยนต์ UltraFan (แปลว่า พัดลมซุปเปอร์) ใช้ใบพัดลมโลหะผสมคาร์บอนไฟเบอร์/ไทเทเนียม และฝากระโปรงวัสดุคอมโพสิต ซึ่งสามารถลดน้ำหนักของเครื่องบินแต่ละลำได้ 1,500 ปอนด์ (680 กก.) ซึ่งเทียบเท่ากับการบรรทุกสัมภาระเพิ่มอีก 7 ชิ้น ผู้โดยสารโดยไม่ต้องเพิ่มค่าใช้จ่าย .
การออกแบบความเร็วแปรผันของเครื่องยนต์ซุปเปอร์แฟนจะให้กำลังที่มีประสิทธิภาพสำหรับเครื่องยนต์ที่มีแรงขับสูงและอัตราส่วนบายพาสสูงในอนาคต
"สีเขียว" ไม่เพียงแต่สะท้อนให้เห็นในสีฐานของวัสดุของใบพัดลมคาร์บอนไฟเบอร์/ไททาเนียมอัลลอยด์เท่านั้น แต่ยังหมายถึงผลในการประหยัดพลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อมอีกด้วย เช่น การประหยัดเชื้อเพลิง การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการลดเสียงรบกวน
อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและการปล่อยไอเสียของเครื่องยนต์ซุปเปอร์แฟนจะต่ำกว่าเครื่องยนต์ Trent 700 ในปัจจุบันถึง 25% และยังเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานของโปรแกรมการตรวจสอบเครื่องยนต์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (EFE) อีกด้วย
รูปภาพ
เนื่องจากอัตราส่วนการเพิ่มของพัดลมต่ำมาก การควบคุมระดับเสียงแบบแปรผันจึงถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันการหยุดนิ่งและการกระพือปีกที่ความเร็วที่ไม่ได้ออกแบบไว้ และใช้ใบพัดทางออกแบบเอียงและแบบกวาดพร้อมกับการรักษาการดูดซับเสียง ซึ่งสามารถลดเสียงรบกวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ห้องผู้โดยสารเครื่องยนต์แบบพัดลมซุปเปอร์เป็นห้องผู้โดยสารแบบคานยื่นพร้อมส่วนรองรับเบลดนำทางออก การออกแบบนี้ช่วยลดอุปกรณ์เปลี่ยนแรงขับดันและช่วยลดน้ำหนักของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก
การถอดตัวเปลี่ยนแรงขับออกยังช่วยลดการสูญเสียไอดีและไอเสีย และลดระดับเสียงอีกด้วย
รูปภาพ
หนึ่งในการออกแบบหลักของเครื่องยนต์ซุปเปอร์แฟน ซึ่งก็คือ "กระปุกเกียร์กำลัง" เพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบมาตรฐานในเยอรมนี โดยให้ประสิทธิภาพเอาท์พุตสูงถึง 70,000 แรงม้า นี่เป็นอีกก้าวสำคัญของโครงการ
การออกแบบกระปุกเกียร์ส่งกำลังจะมีกำลังถึง 100,000 แรงม้า และเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนที่มีเกียร์ใหญ่ที่สุดในโลกจะพร้อมใช้งานเร็วๆ นี้
UltraFan เสร็จสิ้นการทดสอบการบินครั้งแรกในปี 2014 ที่ฐานทดสอบในรัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา บนเครื่องยนต์ Trent 1000 ของแพลตฟอร์มการบิน Boeing 747-200
การทดลองในสหรัฐอเมริกาแสดงให้เห็นว่าแฟนๆ ทำงานได้ดี ถือเป็นก้าวสำคัญครั้งแรกของโปรเจ็กต์นี้
มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ออปติกที่ปลายใบพัดลมเพื่อตรวจสอบสุขภาพของพัดลม
โรลส์-รอยซ์ลงทุน 1.2 พันล้านถึง 1.3 พันล้านปอนด์ในการวิจัยและพัฒนาในแต่ละปี
เครื่องยนต์ Superfan มีแผนจะใช้ในปี 2025 ปัจจุบัน เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนเกียร์ GTF ของ Pratt & Whitney ได้จ่ายกำลังให้กับ Airbus A320neo, Bombardier C Series, Mitsubishi Jet MRJ, Russian MC-21 และ Embraer EJet-E2 เครื่องยนต์การบินพลเรือน ยุคปฏิวัติกำลังมา
