ロールス・ロイスは、2014年に次世代大型航空エンジンを発表しました。このエンジンでは、チタン合金の中空ファンブレードがロールス・ロイスのコア技術の1つです。
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10 年をかけて、ようやく精度要件を満たす安定した製造プロセスを確立し、その結果、非常に軽量でありながら非常に強力なデザインが完成しました。 最近、ロールスロイスはファンの製造プロセスを正式に公開しました。
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ファンブレードの製造には 80 以上の工程が含まれます
ここでは手順のほんの一部をご紹介します
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ほぼ 1,000 度の温度の炉内で、アルゴン ガスを使用して 3 枚の接続されたチタン プレートを膨張させ、正確に成形します。
外側の 2 枚のチタン プレートが膨張すると、中間層がコア構造にまで伸び、中空ブレードに並外れた強度が与えられます。
人間の髪の毛の直径の半分に相当する 40 ミクロンの測定精度で数百万のデータポイントを観察します。
ロボットは 3D 仮想モデルを研磨およびスキャンして、ブレードの違いを検出します。
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カーボン/チタン合金複合ファンシステム
長年にわたる開発を経て、航空機の空力性能を最適化できる余地は非常に限られていることがわかっており、誰もがエンジンの推進力と燃焼効率をさらに向上させる方法に焦点を移しています。
Advance プロジェクトと UltraFan プロジェクトを実行することにより、ロールス・ロイスは今後数年間で民間エンジンにおいて大きな技術的進歩を達成すると期待されています。
プロジェクトを進める
Advanceプロジェクトの下で、ロールスロイスはブースト比60を超える新開発の高圧コアエンジンを使用して、次世代ターボファンエンジンシリーズを構築することを計画している。 2020年に実用化される予定のAdvanceエンジンは、バイパス比が11以上で、燃料消費率が現行のトレント700より少なくとも20％低い。
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UltraFan™ ファン
UltraFan は、Advance コア マシンに基づいて中圧タービンの設計をさらに改良し、ギア システムを介してファンを駆動します。
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2025年以降の実用化が期待されるUltraFanエンジンは、ギア駆動の可変ピッチファンを採用。 トータルブースト比は 70 に達し、バイパス比は 15 に達すると予想され、燃料消費率はトレント 700 より少なくとも 25% 低くなります。
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UltraFan エンジンはどれほど素晴らしいのでしょうか?
UltraFan (翻訳: スーパーファン) エンジンの CTi ファン システムは、炭素繊維/チタン合金のファン ブレードと複合材料のフードを使用しており、これにより航空機 1 機あたりの重量を 1,500 ポンド (680kg) 削減できます。これは、さらに 7 機を搭載するのに相当します。コストを増加させることなく乗客を増やすことができます。 。
スーパーファン エンジンの可変速設計は、将来の高推力、高バイパス比エンジンに効果的なパワーを提供します。
「グリーン」は、カーボンファイバー/チタン合金ファンブレードの素材ベースの色に反映されているだけでなく、燃料節約、排出ガス削減、騒音低減といった省エネ・環境保護効果も意味しています。
スーパーファンエンジンの燃料消費量と排出ガスは現行のトレント 700 エンジンより 25% 低くなり、環境に優しいエンジン (EFE) 検証プログラムの基礎技術でもあります。
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ファンの昇圧比が非常に低いため、設計外の速度での失速やバタつきを防止するために可変ピッチ制御が使用され、傾斜出口ガイドブレードとスイープ出口ガイドブレードが吸音処理とともに使用され、騒音を効果的に低減できます。
スーパーファン エンジン ナセルは、出口ガイド ブレード サポートを備えたカンチレバー ナセルです。 この設計により、逆推力装置が不要となり、エンジンの重量が大幅に軽減されます。
逆推力装置を取り外すと、吸気と排気の損失も減少し、騒音レベルがさらに低減されます。
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スーパーファンエンジンの中核設計の一つである「パワーギアボックス」は最近ドイツでベンチテストを完了し、出力効率は70,000馬力に達しました。 これはプロジェクトのもう 1 つの重要なマイルストーンです。
パワーギアボックスの設計出力は 100,000 馬力に達し、世界最大のギア付きターボファン エンジンがまもなく発売される予定です。
UltraFan は、2014 年に米国アリゾナ州の試験基地で、ボーイング 747-200 飛行プラットフォームのトレント 1000 エンジンで最初の飛行試験を完了しました。
米国でのトライアルではファンの良好なパフォーマンスが示され、プロジェクトの最初の大きなマイルストーンとなりました。
ファンの状態を監視するために、ファンブレードの先端に光ファイバーセンサーが取り付けられています。
ロールスロイスは毎年12億ポンドから13億ポンドを研究開発に投資しています。
スーパーファン エンジンは 2025 年に使用開始される予定です。現在、プラット＆ホイットニーのギア付きターボファン エンジン GTF は、エアバス A320neo、ボンバルディア C シリーズ、三菱ジェット MRJ、ロシアの MC-21、エンブラエル EJet-E2 に動力を供給しています。 民間航空エンジン 革命の時代が到来します。
