TheRollsRoyceTrentEngine(汉化)要点.ppt

* 上个世纪的后半部分，发动机材料的使用显著改变了。钛和镍现在占主导地位。先进钛合金温度界限的增加使得它可以作用在HP压缩机的重要部分,产生当前发动机超过30%重量的使用。针对镍合金的发展，也一直投入了相当大的努力,以使其材料的高温能力达到所有发动机热端部件所适合的。现在，使用镍占发动机重量超过40%。 钢铁仍然是用于轴和轴承结构,主要是由于其延展性。 铝和复合材料占发动机的重量相对较小的一部分,通常由于其不好的温度限制。 未来的发展中可能会看到，在压缩机盘中使用金属基复合材料来显著降低质量,而从长远来看,陶瓷基复合材料在涡轮机有可能承受更高的温度。 * 对于已广泛覆盖了的RB211和Trent发动机家族发展计划,我现在将详细探讨，一些被应用到我们的必威体育精装版一代发动机的特殊技术。 1984年，Rolls-Royce做到的最重要的进展之一是空心的引入,-535E4中的宽弦扇叶。以及随后的-524和V2500。 在被叶片重量限制的翼弦上，先前扇叶的纯钛结构被约束,以此来抑制故障的发生。 这些相对狭窄的叶片飞行中不稳定,需要一个缓冲器或阻尼器以防止颤振,从而减少叶片的效率和能量。空心叶片的引入减少了重量且增加了刚度,同时除去缓冲器也有助于降低发动机噪音。 * 引入内部是蜂窝状结构钛的第一代空心叶片后,Trent发动机家族现在包含了一个第二代风机叶片，它利用被结合的传播技术及超塑性过程制造的。这导致内部网连接了两个表层，且在径向运行以帮助承受离心应力。扩散的纤维网连接的外皮具有很清洁的环境，能导致母材也具备这样的属性。 这种先进的工艺提高了内部结构的强度，从而使叶片的重量和制造成本的降低。进一步节省的可能是封闭结构和涡扇盘。 Rolls-Royce是宽弦涡扇技术领域无可争议的领导者，我们正在研究第三代扫频叶片以提高高速时的效率，可能再加上较低的叶尖速度以减少噪音。这种制造的方法基本上保持不变。 * * * 和最早的版本的RB211为25的压力比相比，Trent800的压力比超过了40。这一增长可以通过改进材料来实现，从而得到更高的气体温度和速度以及更好的理解空气动力学。 ? 特别是，使用计算流体动力学的气流围绕压缩机机翼进行建模，使通过单一阶段所取得的压力显著增加，从而减少发动机的长度，部件数量和成本。 ? 早期的模型集中是在单个叶片上一行进行持续的或定期的平均计算。但是，我们现在开始模拟相邻叶系之间的不持续的相互作用，比如一个转子行和两个相邻的定子行这种情况。 * 第一代进入RB211服役的燃烧室是‘包裹一号’环形燃烧室，它有许多寿命问题，比如低速效率问题和寒冷天气起飞时冒出的白烟（未能燃烧的燃料）。它的耐用性问题随时间的推移仍然存在。 ? 第二代的燃烧器是在1983年-524和-535上推出的，它具有更高的效率，烟雾和耐久性，并且氮氧化物排放量很低。 ? 1986年，氮氧化物的排放量被定为一个问题，监管机构（ICAO）规定一个最大值，这个至值是刚刚超过-524H的。因此第二阶段的燃烧室被重新设计了，在减少氮氧化物的同时排放出污染较小的烟雾。然而，这对未来的发动机来说是不够的。 ? 因此，第五代的燃烧室的研究计划于1988年开始，并迅速发展成为一个低排放燃烧室，1995年开始服役于Trent700发动机。 ? 它采用更多更好的燃油喷射器，简化主要区域和减少停留时间，以减少氮氧化物。 ? 除了Trent发动机，所有新535的和524都已经装上第五代燃烧室，满足了航空环境保护委员会的两个即将执行的监管标准。这也是成为了BR710，BR715和EJ200发动机的标准，这个燃烧室对Adour 900也同样适用，是“一流”的现代化民用航空发动机燃烧室。 ? Trent500这款引擎将有一个更好的设计，这种设计称为平铺燃烧室。它们是铸造砖，用螺栓把它们固定到支撑壁上。这种砖具有绝热层，减少所需的冷却空气使更多的空气在燃烧过程中混合。从而提高了温度曲线，进一步减少氮氧化物。 * 由于离心力的大小和周围的气体温度的高低，我们意识到要保证涡轮叶片的寿命是很有挑战的。为了保证寿命，研发人员引进了先进的铸造技术。 ? 1977年，在RB211-524上，铸造等轴晶涡轮叶片出现了。和过去的挤压叶片相比，这个制造过程为内部冷却装置提供了更加灵活的设计。然而，这种方法得到的材料的有大量的晶界和随机的晶体取向。1979年，在-22B和535E4上，定向凝固铸造叶片出现了，在高温展示机方面后继开发使用。这种等轴晶铸造的涡轮叶片在离心力方向上具有最大的强度。这种组织具有更少的晶界，而且它们都是靠近径向方向。原来的DS叶片的寿命已经超过20,000小时并且今天仍然在使用中。 ? 1994年，RB211-524采用的是单晶体叶片。它们都是基于定