【科技評論】羅羅公司發展未來20年用發動機技術 | 附航空發動機製造全過程(震撼!)​


來源:航空工業信息網


【據ainonline網站2016年7月8日報道】羅爾斯•羅伊斯公司正在發展未來20年所用的發動機技術。羅羅民用大型發動機未來項目的首席工程師Phil Curnock表示,正在開展滿足預期需求的滾動技術項目,樣機測試覆蓋先前已透露的先期發展內容和超極風扇發動機(UltraFan engines,包括UltraFan的高功率變速箱[PGB])、先進低壓係統(ALPS)、先進低排放燃燒係統(ALECSYS)和高溫渦輪技術(HT3)全尺寸樣件項目。未來的UltraFan項目的頭5年,重點是涵道比超過15:1、總壓比超過70:1的技術。當前的工作涉及至少10個方麵內容:中壓和高壓壓氣機(IPC和HPC)台架試驗,Advance 3核心機,PGB,陶瓷基複合材料(CMC),貧油燃燒室(LCB),碳-鈦(CTI)風扇,研究中心,UltraFan和高溫技術等。



航空發動機製造全過程(震撼!)


羅爾斯羅伊斯介紹及震撼的航空發動機製造全過程(59分20秒):


     這個由BBC拍攝的紀錄片很棒,詳細介紹了世界三大航空發動機生產廠商之一英國羅爾斯羅伊斯航空發動機的製造過程,如果有的網友不熟悉它的名字,你們一定熟悉它的另一個譯名,勞斯萊斯。航空發動機是這個公司的主業。看完這個片子,你一定能理解為什麼航空發動機是工業皇冠上的明珠,盡管連朝鮮都能發射衛星,但世界上隻有三家能生產高性能航發的企業。GE,羅羅,普惠。航發更多的靠工業的基礎,厚積薄發,還有時間和技術的積累。因為航發太需要可靠性了,從這個角度講,航空要比航天複雜得多得多得多。航空強的國家(地區)工業一定強,但是航天強的就不一定了。

 “美國國家發展計劃”中關於航空發動機有這樣一段描述:航空發動機是一個技術精深得使新手難以進入的領域。它需要國家大量的投入和長期的經驗積累,並加以保護。美國國防部將航空發動機列為國防關鍵技術的第二位,航空發動機占據了美國國防科技戰略的核心位置。英、俄、法等國均通過明確立法將航空發動機產業列為優先發展的戰略性產業,並長期投入巨大的人力、物力、財力來鞏固其航空發動機戰略性產業的國際領先地位。



航空發動機巨頭羅爾斯·羅伊斯探秘

  羅爾斯·羅伊斯還是勞斯萊斯?

  每次提到羅爾斯·羅伊斯,都會被很多人問,不是叫勞斯萊斯嗎?的確,羅爾斯·羅伊斯的英文即Rolls-Royce,與眾所周知的豪華車品牌勞斯萊斯一樣,標誌也是兩個R。追溯曆史淵源,羅爾斯·羅伊斯和勞斯萊斯是一家公司,是1906年由亨利·萊斯和查爾斯·勞斯創建。最初羅爾斯·羅伊斯是生產汽車的,從1914年開始製造飛機發動機,1920年代末,航空發動機成為羅爾斯·羅伊斯最主要的業務。1931年,羅爾斯·羅伊斯收購了其在大蕭條中陷入財政困難的對手賓利,此外羅爾斯·羅伊斯還為二戰時的英國生產裝甲車。也就是說,很早以前,羅爾斯·羅伊斯是包括羅爾斯·羅伊斯發動機、勞斯萊斯汽車、賓利汽車三個公司。

  1980年,勞斯萊斯汽車被武器公司Vickers收購。1998年,Vickers將勞斯萊斯汽車業務出售給寶馬,有趣的是,寶馬最初是一家飛機製造公司,而賓利繼承了羅爾斯·羅伊斯汽車部門被大眾公司收購,但是不得使用勞斯萊斯的商標。至此,羅爾斯·羅伊斯公司則成為專業從事渦輪發動機的英國公司,尤其是在飛機發動機領域,市場占有率在世界上僅次於GE,成為世界上著名的三大航空發動機製造商之一(另一個是普惠)。羅爾斯·羅伊斯出售的勞斯萊斯這個品牌也引發了大眾和寶馬的爭奪,可見這個品牌的影響力之大,這也是因為豪華車領域的佼佼者,導致了勞斯萊斯反倒比羅爾斯·羅伊斯這個名字響亮知名的多。

  羅爾斯·羅伊斯總部外觀無明顯航空印跡

  2014年範堡羅航展期間,新浪航空報道團隊來到了位於倫敦北部小城德比,實地探訪了羅爾斯·羅伊斯公司的總部,深入了解這家企業如何一手將自己打造成幾乎與人類航空史同齡的航空製造業巨頭。值得一提的是,羅羅工作人員介紹,這也是近十年來第一次有中國的媒體進入羅羅總部參觀。

  羅爾斯·羅伊斯總部位於德比的南部,剛剛到達時僅僅從外觀尚無法分辨出這家企業與航空發動機有多少聯係。實際上,真正走到羅爾斯·羅伊斯總部內,也無法從外觀直接知道一些航空的印跡,羅爾斯·羅伊斯生產的是精密的航空發動機,不同於波音或者空客工廠,廠區外就能夠一眼看到碩大的飛機機身。這些發動機都是在廠房內組裝生產,完成後交付給用戶,而不太容易在室外見到發動機。

  每天一台遄達發動機出廠

  首先,我們來到發動機總裝車間。進入廠區之前,所有人被要求戴上防護眼鏡。這也是通常進入製造廠房參觀的要求,為了防止有油液濺入眼睛,在記者探訪波音或者霍尼韋爾總部參觀時也有類似的硬性要求。此外,羅爾斯·羅伊斯還要求每位記者換上特殊的工裝鞋,一種類似軍靴厚度的鞋子,用來保護腳不會因為異物跌落而砸傷腳麵。參觀之前,所有記者已經被要求提供自己所穿鞋號。

  進入廠房內不允許拍照,嚴格按照規定線路參觀,不能靠近正在裝配的發動機。在巨大的廠房中,可以見到遄達係列發動機豎立在每個工位上。平時所見的航空發動機要麼是吊在飛機機翼上,要麼是維修中平放在推車上,記者第一次見到尚未完工的發動機是豎立在地麵。四塊巨大的工作台圍裹著發動機,工人們在工作台上組裝發動機零件、管路、線路等。

  我們首先看到的是遄達1000型發動機,這是專門為波音787生產的發動機,單台推力超過5萬磅,由18000個獨立部件組成。遄達係列發動機已經成為繼RB211之後,又一著名的三轉子發動機。

  特別有意思的是,遄達(Trent)一詞並不是羅爾斯·羅伊斯創造發明的,而是德比附近一條河流的名字。羅爾斯·羅伊斯所有的發動機都是以河流的名字命名,此前的斯貝發動機也是德比的一條河流。

  遄達1000型發動機已經在波音787飛機上成功使用,該型發動機每個發動機葉片在起飛時承受90噸的負荷?,相當於每個葉片末端懸掛9輛倫敦巴士。

  它的風扇直徑達到112英寸,相當於協和客機的機身。

  就是這麼一個大家夥,能夠推動重達200噸的波音787在天空飛行15700公裏,而自身重量僅僅隻有5.5噸——三輛家用轎車的重量。記者獲悉,在羅羅總部廠房裏,每個工作日就可以生產一台超過35000個部件的遄達發動機,其產能效率之高可見一斑。

  令人歎為觀止的發動機試車台

  此行之前,記者最期望的是能夠參觀航空發動機的試車台,見識一下每秒吸入1.25噸空氣的發動機試車起來是有多震撼。這次我們首先進的是試車台監控室,幾位工程師通過屏幕監控著一台正在試車的發動機狀態,屏幕邊有一台迷你的小喇叭,收錄著發動機運轉的聲音。除此之外,再也沒有任何線索,讓你把一台功率與68輛一級方程式賽車相當的三轉子渦輪風扇發動機高速運轉聯係起來。我上前詢問測試工程師,發動機試車台在哪?他告訴我,就在牆壁那邊不到你10英尺的距離外,而我所在的地方居然察覺不到一絲聲音和一點點地麵的震動。

  見我還是很懷疑,羅爾斯·羅伊斯的工程師帶著我們來到58號試車台廠房內,進入了可以容納6台發動機,並且可以同時測試2台發動機試車的廠房內。巨大的廠房可以看到有2台發動機正在做測試安裝,並無異常。這時,他帶我們一行人來到一個標注著4字的大門前,指著這堵混凝土構築的大門說:現在,這裏麵就正在進行著一台遄達1000發動機的試車。我們一行人手摸著大門,把耳朵貼近牆壁,感覺不到任何震動,也聽不到任何聲音。這和我一直以為發動機試車要戴著耳塞也不能屏蔽轟鳴聲的印象產生了強烈的對比。

  給我震撼的恰恰不是發動機轟鳴聲,而是毫無聲響。一台能夠推動200噸飛機起飛的發動機在我一牆之隔的廠房裏以每秒200轉的速度運轉,我卻一點聲音都聽不見。僅從這測試廠房的隔音技術來看,就對其先進的科技歎為觀止了。

  未來發動機技術

  參觀完試車台,羅爾斯·羅伊斯市場經理則開始給我們詳細介紹了遄達係列發動機及未來發動機。遄達發動機是由羅爾斯·羅伊斯發明的世界上第一種三轉子發動機RB211發展而來。當年研究RB211所花去的巨額資金使得羅爾斯·羅伊斯在1971年破產,而之後被英國政府國有化才得以生存下來。但是RB211的問世,也成功使得羅爾斯·羅伊斯一舉奠定了發動機製造三巨頭之一的地位。

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