Двигатель с открытым вентилятором готовится установить новые стандарты экономичности и тяги
Источник: журнал «Наука и техника»
| Автор: | Николай Макаренко |
Airbus и CFM International готовится к летным испытаниям новой архитектуры двигателя CFM с открытым вентилятором, способным увеличить тягу двигателя при одновременном снижении выбросов CO2.
На самолетах гражданской авиации в основном применяются турбовентиляторные двигатели, являющиеся разновидность двухконтурного турбореактивного двигателя, общий принцип работы которого достаточно прост. При полете самолета набегающий воздух всасывается внутрь двигателя компрессором низкого давления (имеющего привод от вала турбины). Далее часть воздуха направляется внутрь двигателя и участвует как окислитель в сжигании топлива, а другая часть идет в обход камеры сгорания и вырывается назад через сопло, создавая совместно с струей раскаленных газов реактивную тягу.
Отношение объемов воздуха, прокачиваемых через внешний контур и через камеру сгорания, называется «степенью двухконтурности». Двигатели, у которых степень двухконтурности высока и составляет от 2 до 10, называют турбовентиляторными.
Важное направление повышения КПД, а значит, и экономичности двигателя — увеличения степени двухконтурности. Если на килограмм сожженного топлива продуть через двигатель больше воздуха, создающего реактивную тягу, но не принимающего участия в сжигании керосина, можно увеличить тягу силовой установки без увеличения расхода топлива.
Но увеличение диаметра вентилятора влечет за собой увеличение размера и веса мотогондолы, а, соответственно, возрастает вес и лобовое сопротивление двигателя. На преодоление этих двух факторов потребуется дополнительная мощность двигателя, а значит, экономический эффект от увеличения степени двухконтурности будет слишком мал.
Двигатели CFM выросли с начальной степенью двухконтурности 5:1 в 1980-х годах до двигателя LEAP, который имеет степень двухконтурности 11:1.
Демонстратор летных испытаний призван усовершенствовать и ускорить разработку передовых технологий двигателей на борту Airbus A380. Летные испытания будут проведены во второй половине этого десятилетия на летно-испытательном полигоне Airbus в Тулузе, Франция и в Центре летных испытаний GE Aviation в Викторвилле, Калифорния, США.
В рамках программы летных испытаний будет достигнуто несколько целей, которые могут способствовать будущему повышению эффективности двигателя и самолета, в том числе: более глубокое понимание интеграции двигателя и крыла, изменение аэродинамических характеристик, а также повышение эффективности силовой установки; проверка преимуществ производительности, в том числе повышение топливной экономичности; оценка акустических параметров; а также обеспечение совместимости со 100% экологичным авиационным топливом (SAF).
Авторские права на данный материал принадлежат журналу «Наука и техника». Цель включения данного материала в дайджест — сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.
Двигатель Trent XWB выполнил первый полет в составе самолета Airbus A380
| Главная → Новости→ 20 февраля 2012 г. |
| NEW! |
Двигатель Trent XWB выполнил первый полет в составе самолета Airbus A380
Двигатель Trent XWB
Фото пресс-службы Airbus
20 февраля 2012 г., Aviation Explorer – Двигатель Trent XWB, предназначенный для самолетов типа A350, успешно выполнил свой первый полет в составе опытного лайнера Airbus A380, сообщает пресс-служба Airbus.
AEX.ru
Самолет поднялся в воздух с ВПП, расположенной на предприятии компании Airbus в Тулузе. Полет, в ходе которого была протестирована работа двигателя на различных режимах и высотах до 43000 футов, продолжался более 5 часов. Показатели управляемости воздушного судна были изучены в диапазоне скоростей вплоть до 0.9М. Двигатель не только прекрасно отработал на всех режимах, но и продемонстрировал высокий уровень экономичности и низкий уровень шума, отметили в компании.
Двигатель Trent XWB, оснащенный большим количеством датчиков для снятия значений сотен различных параметров, был установлен на самолет A380 с левой стороны ближе к фюзеляжу вместо одного из двигателей типа Trent 900. В состав экипажа, выполнявшего данный полет, вошли: летчики-испытатели компании Airbus Терри Лац и Фрэнк Чэпмен; бортинженер Паскаль Вернау, а также инженеры по летным испытаниям Эмануеле Костанзо и Туан До.
“Двигатель, предназначенный для самолета A350 XWB, отлично показал себя в ходе первого испытательного полета, как мы и ожидали”, — сказал Чарльз Чемпион, исполнительный вице-президент по вопросам проектирования компании Airbus.
Общий налет в рамках программы летных испытаний двигателя, которая началась примерно за год до первого полета самолета A350 XWB, составит 175 часов, что в три раза больше, чем в предыдущих программах разработчика. Летные испытания продлятся около семи месяцев, в том числе будет испытана работа двигателя в условиях высоких температур окружающей среды и условиях обледенения. Также будет тщательно проанализирована работа устройства реверса тяги и мотогондолы, поставляемых компанией Goodrich, отметили в Airbus.
Общей задачей данных испытаний является подтверждение работоспособности и заявленного уровня параметров двигателя при различных внешних условиях и режимах работы.
AEX.RU
AVIARU Network в соцсетях
Сообщить о найденной ошибке или опечатке
Может ли Airbus A380 летать на одном двигателе?
Авиалайнеры Quadjet — одни из самых ярких самолетов, встречающихся в небе. Они представляют собой разительный контраст по сравнению с двухмоторными самолетами различных форм и размеров, которые сегодня составляют большинство коммерческих самолетов. Но означает ли их конструкция, что четырехмоторные самолеты, такие как Airbus A380, лучше защищены от отказов двигателей? И сможет ли такой самолет летать на одном двигателе?
Что может привести к отказу двигателя?
Отказы двигателя могут возникать в результате одной или нескольких причин. Результат, как правило, можно классифицировать либо как локализованный отказ двигателя, либо как нелокализованный отказ двигателя.
Между тем, неконтролируемый отказ двигателя — это когда один или несколько компонентов отрываются от двигателя. Эти явления визуально гораздо более заметны и могут вызывать тревогу у пассажиров, сидящих у крыла самолета. В худшем случае существует даже риск того, что весь двигатель может развалиться на землю.
Например, у самолета Qantas A380 произошел неконтролируемый отказ ротора двигателя (UERF) его двигателя номер два при наборе высоты из Сингапура Чанги в ноябре 2010 года.
«Rolls-Royce Trent 900. Обломки UERF врезались в самолет, что привело к значительным повреждениям конструкции и систем. Летный экипаж справился с ситуацией и, выполнив необходимые действия для устранения множества системных отказов, благополучно вернулся и приземлился в аэропорту Чанги».
— Австралийское бюро безопасности на транспорте (ATSB).
— Австралийское бюро безопасности на транспорте (ATSB). Несмотря на все эти возможные причины, маловероятно, чтобы на четырехмоторном самолете отказали все двигатели, кроме одного. Но что, если это произошло? Рассмотрим влияние, которое это окажет на самолет.
Самолет имеет три различных возможных формы движения в воздухе: подъем, снижение и горизонтальный полет. У A380 четыре двигателя, каждый из которых обеспечивает тягу около 356,81 кН (80 210 фунтов силы). Суммарная тяга этих четырех двигателей составляет около 1427,24 кН (320 840 фунтов силы), что позволяет самолету поднимать его в небо.
Чтобы поддерживать горизонтальный полет с одним двигателем, его тяга в 356,81 кН (80 210 фунтов силы) должна была бы производить мощность, достаточную для поддержания крейсерской скорости 0,85 Маха (903 км / ч; 488 узлов).
Emirates — крупнейший оператор A380. Фото: Getty Images
Однако такую скорость однодвигателю обеспечить невозможно.
В результате самолет начнет тормозить и тянуться, теряя высоту. В этом случае экипажу крайне важно перезапустить другие двигатели.
В противном случае им нужно будет быстро найти подходящий ближайший аэропорт, чтобы совершить аварийную посадку. Это может оказаться особенно трудным с A380, который может летать только в определенные аэропорты из-за его огромных размеров.
Таким образом, в целом полет на А380 с мощностью всего одного двигателя кажется ненадежной перспективой. Действительно, даже полет на А380 с двумя двигателями — это то, что согласно Федеральным авиационным правилам следует делать только в крайних случаях.
Прочие квадроциклы с множественными отказами — BA9
Несмотря на то, что многие авиакомпании уже выводят из эксплуатации Airbus A380, это все еще относительно молодой самолет. Однако если заглянуть еще дальше в историю Боинга 747, с которым он был разработан, чтобы конкурировать, можно найти случаи множественных отказов двигателей, связанных с «Королевой небес».
В июне 1982 года Боинг-747, выполнявший рейс ВА9 British Airways.из Лондона в Окленд столкнулись с густым облаком вулканического пепла недалеко от Джакарты, Индонезия. В то время у экипажей было мало опыта работы с таким редким событием. Таким образом, они решили относиться к облаку так, как если бы оно было не более чем водяным паром.
К сожалению, полет сквозь густое облако вулканического пепла больше похож на плотную песчаную бурю, чем на снежную бурю. Вместо тающего в двигателе льда частицы пепла стали больше похожи на наждачную бумагу, забивая узлы. Это привело к отказу всех четырех двигателей, и самолет стал самым большим летающим планером в мире.
British Airways эксплуатировала 24 пассажирских самолета 747-200. Один из них, G-BDXH City of Edinburgh, как известно, потерял всю мощность двигателя после полета через вулканический пепел в 1982 году. Фото: Getty ImagesИзвестно, что капитан рейса Эрик Муди объявил:
«Дамы и господа, это говорит ваш капитан.
У нас небольшая проблема. Все четыре двигателя остановились. Мы делаем все возможное, чтобы они снова заработали. Я надеюсь, что вы не слишком в беде». Самолет скользил вперед со скоростью 15 км на каждый километр потерянной высоты, медленно снижаясь, готовясь к посадке на воду. Выбравшись из облака пепла, бортинженер смог перезапустить один двигатель, которого было достаточно, чтобы вернуть самолет на высоту 12 000 футов.
Вскоре после этого экипажу удалось перезапустить остальные три двигателя. В конце концов, самолету удалось вернуться в Джакарту. Он благополучно приземлился, несмотря на то, что пепел сделал лобовое стекло почти непрозрачным.
Будьте в курсе: Подпишитесь на наши ежедневные и еженедельные дайджесты авиационных новостей.
Рейс КЛМ 867
Еще до конца 1980-х аналогичный инцидент произошел с самолетом KLM Boeing 747-400, летевшим из Амстердама в Токио через Анкоридж, Аляска. В декабре 1989 года рейс KLM 867 пролетел сквозь облако пепла над редутом.
Это извержение произошло накануне. И снова это привело к отказу всех четырех двигателей самолета.
В этом случае самолет должен был снизиться более чем на 14 000 футов, прежде чем его экипаж смог перезапустить двигатели. Сделав это, KLM, рейс 867, благополучно приземлился в Анкоридже.
Заключение Национального совета по безопасности на транспорте (NTSB):
«Непреднамеренное столкновение с облаком вулканического пепла, повлекшее повреждение от постороннего материала (постороннего предмета) и последующую остановку компрессоров всех двигателей. Фактором, связанным с аварией, было: отсутствие доступной информации об облаке пепла всему вовлеченному персоналу .»
В результате инцидента самолету был нанесен ущерб на сумму более 80 миллионов долларов, в связи с чем пришлось заменить все двигатели. Однако, в конце концов, тот факт, что в обоих случаях рассматриваемые 747-е приземлились без человеческих жертв, несмотря на потерю всей мощности двигателя, значительно перевешивает эти затраты по своей важности.
Что вы думаете о перспективах работы на одном двигателе? Дайте нам знать, что вы думаете об общей ситуации в разделе комментариев.
Источник: ECFR, ATSB, NTSB
Скорость, мощность и эффективность в одном устройстве
A380: Скорость, мощность и эффективность в одном устройствеКаждый Airbus A380 оснащен четырьмя двигателями Engine Alliance GP7200, обеспечивающими скорость, мощность и эффективность, необходимые для легкого полета на самых длинных участках коммерческой авиации.
ПОСМОТРЕТЬ ХАРАКТЕРИСТИКИ A380 >>
Десять лет назад Эмирейтс привлекла внимание всего мира к Airbus and Engine Alliance, совершив первый рейс своего первого самолета A380 с двигателем GP7200. 14-часовой перелет из Дубая в Нью-Йорк ознаменовал запуск флота Эмирейтс A380, который вскоре станет крупнейшим в мире парком самолетов такого типа.
Огромный первоначальный заказ Эмирейтс на 55 самолетов A380 означал, что у Airbus внезапно возникла потребность в 220 двигателях GP7200.
Заводы Engine Alliance по всему миру начали действовать, участвуя в гонках по производству и сборке двигателей, соответствующих внушительным спецификациям A380.
После более чем десятилетия создания GP7200 Engine Alliance объявила о новой смелой стратегии: они переместят свое внимание с производства GP7200 на его поддержку. Это изменение дало бы клиентам EA впечатляющие преимущества: глобальная сеть сервисных инженеров и ремонтных мастерских Engine Alliance теперь будет в центре внимания.
Беспрецедентная вместимость
Первый взгляд на A380 изумил горожан и взволновал руководителей авиакомпаний. Они рассматривали двухпалубный, широкофюзеляжный, четырехмоторный пассажирский самолет, который был на 40 процентов больше, чем следующий по величине авиалайнер, Боинг 747-8, способный перевозить от 525 трехклассовых до 853 пассажиров эконом-класса. .
Впечатляющий масштаб
Международные аэропорты соревновались в приспособлении взлетно-посадочных полос и выходов на посадку, чтобы они соответствовали значительным характеристикам A380.
Соединение между крупными аэропортами завершает глобальную сеть, которая будет обслуживать постоянно растущий коммерческий трафик.
Эмирейтс владеет львиной долей авиапарка, на котором летает более половины самолетов А380. Air France, Etihad Airways, Korean Air и Qatar Airways также оснащают свои A380 GP7200.
Прежде чем начать эксплуатацию самолетов Эмирейтс A380 в 2008 году, разработка GP7200 заняла более десяти лет. Разработка двигателя, соответствующего размерам и сложной аэродинамике A380, потребовала большого объема оригинальных исследований.
Тихая мощность
Мощность, достаточная для подъема такого самолета, была лишь одним из соображений. Чтобы быть жизнеспособным для аэропортов, A380 должен был соответствовать строгим стандартам шума, а также высокой маневренности на земле.
Постоянная долговечность
Поскольку основная часть обслуживания была сосредоточена на Ближнем Востоке, требования к двигателю, чтобы выдерживать неумолимую жару и разрушительные силы ветра и песка, были беспрецедентными.
Доступная эффективность
Расход топлива будет одним из наиболее важных показателей успеха двигателя. Доли процента эффективности могут так или иначе повлиять на миллионы эксплуатационных расходов.
Невероятный размер
Дальше была «простая» проблема перевозки двигателя на сборку. Поскольку в мире был только один самолет, достаточно большой, чтобы доставить полностью собранный GP7200 от производителя двигателя до места сборки, необходимо было разработать экономичную модульную систему доставки.
Узнайте, как компания Engine Alliance решила все эти проблемы и стала ведущим производителем самых эффективных двигателей для A380.
Под капотом GP7200 >>
КлиентыEngine Alliance по всему миру полагаются на A380 с двигателем GP7200 для перевозки десятков тысяч пассажиров по самым высоким современным стандартам международных авиаперевозок.
Посмотрите, чем GP7200 опережает A380.
Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего HTML5 видео
Некоторые маршруты могут быть сезонными или недоступными каждый день недели.