Avangardă a tehnologiei motoarelor cu reacție

Deși s-ar putea ca Connecticut să nu fie cunoscut drept un focar de producție, adevărul este că statul găzduiește unii dintre cei mai mari jucători din industrie, inclusiv Kaman, Praxair, Sikorsky, Gerber Scientific și mulți alții.

Una dintre acele companii - Pratt & Whitney - a dezvăluit recent o familie revoluționară de motoare cu reacție.

Noah Webster, omul din spatele dicționarelor Webster și el însuși fost rezident din Connecticut, a definit zona ca fiind frugală și industrii. Poate că nu este surprinzător, deci, că aceste caracteristici simbolizează și producția noii familii de motoare cu reacție Pratt & Whitney. Acest pic inovator de inginerie a costat P&W mai mult de 10 miliarde de dolari și a durat peste 30 de ani să se dezvolte. Din fericire, acest angajament este pe cale să dea roade.

PurePower PW1000G: cu 16 la sută mai eficient din punct de vedere al consumului de combustibil și cu 75 la sută mai silențios

Motorul PurePower PW1000G este exact ceea ce a comandat industria companiilor aeriene. Funcționează mai curat, mai slab și mai silențios decât orice a mai venit înainte. Pentru început, consumul său de combustibil este cu 16% mai mic decât orice alt motor de pe piață, iar cu combustibilul pentru avioane în prezent în jur de 3 dolari pe galon, economiile sunt egale cu aproape 1,2 milioane de dolari pe aeronavă, pe an.

De asemenea, folosește un design de combustibil care furnizează emisii cu 50% mai mici decât standardele de emisii CAEP / 6, care este cel mai dur standard din industrie. Și, dacă sunteți ca mine și locuiți pe căile de zbor ale aeroporturilor importante, atunci reducerea cu 75% a zgomotului la sol va fi cu siguranță un cadou.

PurePower se bazează pe un design turbo-ventilator, care nu este un concept nou. Până acum, însă, nimeni nu a reușit să construiască unul suficient de mare pentru a satisface cerințele de forță ridicate ale industriei aeriene comerciale. Și cu fiabilitatea legendară a motoarelor P&W, de asemenea, nu este afectată de probleme de fiabilitate obișnuite în multe modele anterioare de turboventilatoare cu angrenaje.

Noul design al P&W poate oferi până la 40.000 de lire sterline, până acum. Acest lucru permite motoarelor PurePower să cuprindă întreaga piață a avioanelor cu corp îngust. Succesul asigurat al acestui motor va vedea cu siguranță extinderea sa pe piața largă a caroseriei. Întrucât studiile de proiectare pentru această aplicație există deja, este doar o chestiune de timp înainte ca dispozitivele de formare a aerului să apese pe trăgaci.

Desigur, multe dintre detaliile tehnice sunt proprietare. De fapt, secretul care înconjoară motorul este atât de strâns încât te-ai aștepta să-l vezi pe omul care fumează țigări din X-Files stând în fundal la conferința de presă. Chiar și contactele mele din East Hartford sunt strânse ca senator în fața unui mare juriu. Cu toate acestea, există încă suficiente informații bune pentru a impresiona cel mai exigent angrenaj.

Pentru cei neinițiați, un turbo-ventilator cu angrenaje este, așa cum sugerează și numele, un motor turboventilator cu transmisie. În cazul PurePower, unitatea permite ventilatorului principal să se rotească cu 30% mai lent decât turboventilele convenționale. Până acum, transmisia de viteze a fost motivul pentru care designul nu a ajuns niciodată la o scară mai mare. Acest obstacol a fost rezolvat prin dezvoltarea de către P&W a unei cutii de viteze foarte fiabile și ușoare, despre care se spune că are un sistem de ungere de ultimă generație - motivul principal pentru fiabilitatea și performanța sa. Cu toate acestea, transmisia de viteze este doar unul dintre trucurile pe care P&W le are în mânecă. Ventilatorul principal cu viteză mai mică și mai mare înseamnă că compresorul de joasă presiune (LPC) funcționează la viteze mai mari, necesitând mai puține trepte. Turbofanele necesită de obicei șase sau șapte etape LPC; PurePower folosește doar trei. Aceasta înseamnă o reducere de 1.500 de lame. Viteza de rotație mai mare înseamnă, de asemenea, că aerul care intră în compresorul de înaltă presiune (HPC) se mișcă sub o presiune și mai mare. Cele opt etape ale HPC sunt, de asemenea, mult mai puține decât în ​​mod obișnuit găsite într-un turboventilator standard.

Pentru HPC, inovația stăpânește ziua. Sistemul folosește mai puține etape, constând din rotoare cu lamă integrală sau IBR, mai degrabă decât pale separate și discuri de compresor. De asemenea, cunoscut sub numele de blisks, acesta este un rotor dintr-o singură bucată cu disc și lame integrate într-o singură structură. Arzătorul folosește, de asemenea, un sistem de pereți flotați în camera de ardere inelară. Această tehnologie a fost deja implementată în motoarele P&W utilizate în F-22 Raptor: constă dintr-o serie de panouri izolate termic compuse din material rezistent la oxidare, cu conținut ridicat de cobalt. Există beneficii și mai mari din partea turbinei. Turbina de joasă presiune (LPT) necesită doar trei etape, spre deosebire de cele nouă pe care le-au cerut proiectele anterioare P&W. Aceasta este cu 3.500 mai puține palete de ventilator.

PurePower Partea superioară a ventilatorului turbo standard

Vorbind despre lamele ventilatorului, există un alt secret demn de Mulder & Scully: P&W folosește o nouă structură hibridă de lamă de ventilator tubulară, dezvoltată în spatele ușii de fier din East Hartford. În mod previzibil, metodele de fabricație și compoziția rămân un secret.

Paletele goale ale ventilatorului sunt o caracteristică semnătură P&W - designul inovator reduce greutatea lamei, menținând în același timp rezistența ca unitățile mult mai grele.

Tot ce se știe despre palele de turbină adecvate ale P&W este că acestea sunt compuse din super aliaje, cu acoperiri de barieră termică și o caracteristică avansată de răcire care a fost dezvoltată pentru F-35 Lightning. Aceste caracteristici permit HPT-ului PurePower să ruleze mai fierbinte și mai rapid decât orice altceva dezvoltat vreodată. Când am întrebat un prieten cât de fierbinte, tot ce am putut obține a fost să ridic din umeri și răspunsul „foarte fierbinte”. Ok, așa că voi afla când este depășit.

Lamele PurePower HPT împrumutate de la F-35

PurePower HPT folosește lame dezvoltate pentru motorul P&W F135 desfășurat pe F-35. Acest motor deține recordul mondial pentru cel mai fierbinte combustor și turbină care a funcționat vreodată.

Emisiile reduse de NOx ale acestui motor sunt parte integrantă a HPT și a combustorului; de asemenea, este responsabil pentru reducerea cu 75% a zgomotului.

Combustorul, numit TalonX, a fost proiectat în colaborare cu NASA și se bazează pe ciclul de combustie al agenției spațiale bogate în stingere. În acest design, emisiile sunt controlate de zona de stingere a statorului din prima treaptă înainte de lamele HPT din prima treaptă.

Avantajul major al tuturor acestor inovații este că există mai multe părți în mișcare. Mai puține piese înseamnă mai puțină întreținere și mai multe ore în aer. Pentru industria companiilor aeriene, rentabilitatea investiției este o nebunie. Un alt lucru de luat în considerare este că acesta este un motor nou-nouț; chiar și cu inerția inerentă a industriei aeriene, P&W are deja comenzi pentru 7.000 de unități provenind de la peste 70 de clienți din peste 30 de țări.

Previziunea, angajamentul și perseverența lui Pratt & Whitney simbolizează caracteristicile care au construit industria americană și cu siguranță vor aduce P&W înapoi în preeminență în industria aerospațială.

Pentru a rămâne la curent cu ceea ce se întâmplă în industrie, abonați-vă la newsletter-ul nostru.