Empresa itp
GP7000 está desarrollado a partir del GE90 de GE y el PW4090 de Pratt & Whitney. ETOPS es un producto derivado basado en tecnología madura y continuamente mejorada, que coincide con el concepto de Rolls-Royce de diseñar el Trent 900 para el A380. Trent 900 y GP7000 son motores completamente nuevos, pero las tecnologías que utilizan se basan en tecnologías probadas y maduras, y se mejoran e innovan continuamente sobre esta base, y luego siguieron su ejemplo, desarrollando con éxito motores con niveles de empuje considerables.
Características de los componentes
La parte mecánica del GP7000 consta de la máquina central de GE, la sección de bajo voltaje de Pratt & Whitney y la caja de cambios. El motor principal de GE incluye: compresor de alta presión de 9 etapas, turbina de alta presión de 2 etapas y cámara de combustión de un solo anillo de bajas emisiones. La parte de baja presión de Pratt & Whitney incluye: ventilador de 1 etapa, baja presión de 5 etapas; compresor y turbina de baja presión de 6 etapas.
El ventilador utiliza aspas huecas de aleación de titanio de cuerda ancha, que se han investigado para reducir la vibración del ventilador, mejorar la resistencia al daño de objetos extraños y reducir la calidad de las aspas. Pratt & Whitney lo ha utilizado en PW4084. Las aspas del ventilador hueco no son absolutamente huecas y se utilizan algunas estructuras reforzadas en la cavidad. La función del retroceso es reducir el componente normal del número de Mach relativo en la entrada de la punta de la pala, reduciendo así la pérdida por onda de choque de la pala y mejorando la eficiencia del ventilador. El Trent 900 también utiliza aspas de ventilador en forma de flecha de aleación de titanio de cuerda ancha, lo que demuestra que el diseño en forma de flecha se ha convertido gradualmente en la corriente principal de las aspas de ventilador. El sistema de contención está hecho de material compuesto de aluminio Kevlar, que es liviano y resistente a la corrosión. El compresor de alta presión GP7000 absorbe la experiencia de diseño de GE desde CF6, CFM56 hasta GE90. La relación de presión de su compresor de alta presión de 9 etapas es 19, que es 0,72 menos que la del compresor de alta presión de 10 etapas del motor GE90, y el número de compresores se reduce en 1. Sus características son: las palas de baja relación de aspecto que utilizan un diseño aerodinámico tridimensional tienen una mayor eficiencia, pueden prevenir daños por cuerpos extraños y un mejor margen de pérdida; el uso de una carcasa y un rotor térmicamente adaptados reduce la fricción entre las palas, asegurando así una mayor aerodinámica; rendimiento; el blisk integral de 1 etapa de cuerda ancha y barrido hacia adelante simplifica la estructura de ensamblaje y reduce los costos de mantenimiento.
La cámara de combustión tiene una estructura de un solo anillo con estructura simple y bajas emisiones de gases de escape. Las paredes interior y exterior del tubo de llama se enfrían mediante películas de aire porosas y el cabezal está equipado con una boquilla de atomización de aire a alta presión. El deflector de aleación de monocristal puede mejorar la durabilidad del cabezal y tiene buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas. El esquema de combustión rica-mezcla rápida-pobre optimiza el tiempo de residencia del gas en la cámara de combustión, reduce las emisiones y cumple con un cierto margen los estándares de emisiones actuales y futuros de CAEP4. Por otro lado, también puede cumplir con los requisitos de reencendido por aire.
La turbina de alta presión hereda el flujo axial de dos etapas del GE90. Las palas del rotor de la turbina están hechas de una aleación monocristalina a base de níquel Rene N5, y el disco está hecho de una nueva aleación en polvo a base de níquel tolerante a daños, denominada ME3. Estos materiales se estudiaron para motores de aviones de transporte civil supersónicos y se mejoraron y mejoraron su resistencia a altas temperaturas, su vida útil a la fatiga de ciclo bajo a altas temperaturas y su propagación de grietas a altas temperaturas. El borde no poroso del disco de la turbina de alta presión mejora la resistencia, al tiempo que reduce las pérdidas de resistencia al viento causadas por las cabezas de los pernos y las tuercas, lo que reduce los costos de mantenimiento.
El objetivo del diseño de la turbina de baja presión GP7000 es mejorar la eficiencia y reducir costos mediante la combinación de un diseño de pala tridimensional de alta elevación y posiciones relativas circunferenciales razonables de las paletas guía de la turbina de baja presión en todas las etapas. Se utiliza un anillo central flotante para sellar el rotor de baja presión, lo que permite un buen control del juego radial. La optimización del juego axial entre las palas del rotor de la turbina y las palas del estator ayuda a reducir el ruido del motor.
A diferencia de la estructura de tres rotores de Rolls-Royce, el GP7000 sigue la estructura madura de motor de doble rotor de GE y Pratt & Whitney. La ventaja es que la estructura es simple y hay menos cojinetes. tanques de combustible, sellos y marcos. Esta estructura unitaria simplifica el mantenimiento del motor.
El rotor compacto, de alta rigidez y alta presión y los cojinetes "quebradizos" utilizados por Pratt & Whitney en el PW4090 pueden mejorar la retención del rendimiento y prolongar el tiempo de vuelo del motor.
Sistema de control
El sistema de control del GP7000 es el sistema de control electrónico digital de autoridad total de tercera generación (FADEC III) proporcionado por GE. Si bien FADEC III se desarrolló basándose en la exitosa experiencia operativa de GE con las dos primeras generaciones, la tercera generación es 10 veces más rápida y tiene una capacidad de almacenamiento 8 veces mayor que su unidad FADEC anterior, lo que proporciona una mayor redundancia del sistema de control, mejorando así la confiabilidad del control del motor y permitiendo futuras actualizaciones tecnológicas. Se convertirá en estándar en todos los futuros motores civiles grandes de GE. FADECⅲ funcionará en GE90-115B y CFM56-7 durante varios años antes de usarse en GP7000. El procesador de doble canal FADEC III puede operar completamente todos los sistemas de control del motor, permitiendo fallas de un solo parámetro y varias fallas multiparamétricas sin afectar negativamente el funcionamiento del motor. Cuando un motor detecta una falla en uno de los dos canales, FADEC III cambia proactivamente el sistema de control del motor principal al canal de respaldo y notifica la falla a los sistemas de monitoreo de fallas del motor y de la aeronave. Esta característica se beneficia de la nueva tecnología de diagnóstico analógico utilizada en GP7000.
El procesador de alta velocidad y la gran capacidad de almacenamiento de FADEC III permitirán por primera vez agregar lógica de diagnóstico de fallas a modelos de rendimiento de motores altamente simulados. Al calcular el valor de un "sensor virtual" y compararlo con otros parámetros medidos del motor, es posible identificar si un sensor u otro componente ha fallado.
El monitor electrónico de desechos cuantitativos (QDM) del GP7000 elimina la necesidad de realizar inspecciones manuales periódicas de los detectores de desechos magnéticos en el sistema de aceite lubricante. Este equipo ha sido utilizado en motores GE90 y su funcionamiento ha demostrado su confiabilidad. Puede predecir con precisión daños anormales en rodamientos u otras piezas que contienen aceite.
El GP7000 es el primer motor de FADEC con filtrado de señal avanzado que puede aislar y diagnosticar vibraciones que pueden causar síntomas de daño inminente al hardware. La predeterminación de la señal de vibración facilita la decisión de realizar reparaciones inmediatas o permitir que la aeronave continúe operando.
Estos mejorarán la tasa de llegada a tiempo de los aviones y evitarán destructivas paradas de motores en el aire.
Resumen de rendimiento
GP7000 tiene dos motores con diferentes niveles de empuje, a saber, GP7270, empuje 311 KN, relación de derivación 8,7, relación de presión total 43,9, longitud 4,75 m, diámetro 3,16 m, para el A380-800 clase 560t. El GP7277 tiene un empuje de 340 kN, una relación de derivación de 8,7, una relación de presión total de 45,6, la misma longitud y diámetro que el GP7270, y se utiliza en el avión de carga A380-800 de 590 toneladas. El empuje de estos dos motores permanece inalterado a una altitud de 30°C. Y a medida que los requisitos de empuje del avión A380 son cada vez mayores, el GP7000 puede alcanzar un empuje superior a 374 kN dentro del mismo tamaño de estructura con ligeras modificaciones en el ventilador y la turbina de alta presión.
Para reducir el ruido, GP7000 adopta una relación de derivación grande (alrededor de 9) y reduce la relación de presión del ventilador. Se utiliza un gran espacio axial entre las palas del rotor del ventilador y las palas guía de salida del ventilador de forma especial; el número de palas del rotor y del estator en el compresor de baja presión y la turbina de baja presión se optimiza para reducir las fuentes de ruido en un núcleo en zigzag; La boquilla de escape también está diseñada. El objetivo de la "Engine Alliance" es que el avión A380 equipado con GP7000 pueda cumplir con los requisitos de nivel de ruido del aeropuerto de Heathrow en Londres QC1 y QC2 con el peso máximo de despegue.
El diseño aerodinámico tridimensional de todo el avión lleva la eficiencia de los componentes del impulsor del GP7000 a un nivel muy alto, mejora la eficiencia del combustible del motor, reduce los costos operativos y ayuda a alcanzar el rango máximo de diseño del A380. 14.820 kilómetros. El motor Trent 900 de Rolls-Royce es el motor de arranque del Airbus A380 y también está diseñado por primera vez.
La puesta en funcionamiento del motor está prevista para marzo de 2003. Está previsto que este tipo de motor obtenga la certificación en junio de 2004 5438+10.
El primer avión A380 propulsado por motor Trent 900 realizó su vuelo inaugural en abril de 2005. Puesto en vigor
Los motores Modelo A varían en empuje de 70.000 a 76.500 libras, pero están certificados hasta 80.000 libras de empuje.
El motor Trent 900 ha acumulado más de 7.500 horas de vuelo en el avión A380 y ha estado operando y volando en tierra.
Cerca de 30.000 ciclos completados en el avión. Cuatro de los cinco aviones A380 que participan en el programa de desarrollo son fabricados por Rolle.
Propulsado por motores Rolls-Royce. Durante el programa de prueba, el motor Trent 900 demostró ser un motor extremadamente fiable, demostrando una vez más la solidez del enfoque de bajo riesgo de Rolls-Royce en el diseño de motores. Durante la prueba de vuelo, este tipo de motor completó pruebas en condiciones extremas de prueba, como frío intenso, calor extremo y alto rendimiento, lo que permitió al avión A380 alcanzar alturas y velocidades que nunca se habían alcanzado en operación, y mantener los requisitos mínimos requeridos para pilotar un avión.
Velocidad. Los resultados de las pruebas fueron excelentes y se verificaron las predicciones de rendimiento, lo que permitió que el motor Trent 900 cumpliera diversos requisitos según lo previsto.
Objetivos clave. El motor Trent 900 es el motor más ligero y ecológico utilizado en el avión A380. Este motor es el más limpio del mundo.
El motor de alto empuje es también el más silencioso utilizado en el avión A380. Además, el motor es un Rolls-Royce.
El motor más grande que la empresa haya construido jamás tiene casi 10 pies de diámetro. El motor ya ha sido certificado para ruido de aviones, lo que indica que puede cumplir fácilmente los requisitos de aeropuertos como el de Londres Heathrow.
Utilice límites estrictos de QC1 y QC2. Heathrow es el cliente de lanzamiento del A380 y Singapore Airlines planea hacer lo mismo.
Uno de los destinos originales del avión A380. Singapore Airlines planea recibir su primer avión A380 en 2007. De las 11 aerolíneas clientes que han elegido motores A380, siete han elegido motores Trent 900.
La cuota de mercado de este motor en aviones confirmados y previstos alcanzará el 565.438+0%. Estas 7 aerolíneas son Singapur.
Aerolíneas, Virgin Atlantic, Qantas, Lufthansa, Malasia.
Air Asia, Etihad Airways, China Southern Airlines. El motor Trent 900 ha estado en producción desde que el motor Trent 700 voló por primera vez en el A330 en 1995.
El cuarto miembro de la serie de motores Delta de 7 miembros. Rolls-Royce ha desarrollado el motor Trent 900 con socios globales. La empresa 7, en régimen de venture, comparte ingresos con la española ITP y Hamilton, y participa en el programa de investigación y desarrollo del motor.
Sundstrand, Goodrich y Honeywell en Estados Unidos, y Avio en Italia.
Volvo Airlines de Suecia y Marubeni Corporation de Japón. Además, en el proyecto también participaron la surcoreana Samsung Technology (Samsung
Techwin) y las japonesas Kawasaki Heavy Industries e Ishikawashima Harima Heavy Industries. "Datos sorprendentes" de los motores Trent 900 ¡Al despegar, los cuatro motores Trent del A380 proporcionan el mismo empuje que más de 3.500 coches familiares! El ventilador del motor aspira más de 1,25 toneladas de aire por segundo, que se acelera al salir de una boquilla en la parte trasera del motor.
Casi 1.600 km/h (1.000 mph). El intervalo de revisión del motor Trent es de aproximadamente 13.000 horas de vuelo, lo que equivale a volar 7 millones de millas... o viajar alrededor del mundo.
250 vueltas. La temperatura de combustión del combustible en la cámara de combustión del motor Trent alcanza los 2000 grados Celsius. Debido a que el metal en algunas partes del motor comenzará a derretirse cuando la temperatura supere los 1.300 grados Celsius, el motor utiliza un sofisticado sistema de refrigeración.