Rolls-Royce Trent 1000 - Rolls-Royce Trent 1000

Trent 1000
Trent 1000 GoodwinHall VirginiaTech.jpg
Rolls-Royce Trent 1000 wystawiony w Goodwin Hall w Virginia Tech
Rodzaj Turbofan
Pochodzenie narodowe Zjednoczone Królestwo
Producent Rolls-Royce plc
Pierwszy bieg 14 lutego 2006
Główne zastosowania Boeing 787 Dreamliner
Opracowany z Trent 900
Opracowany w Rolls-Royce Trent XWB
Rolls-Royce Trent 7000

Rolls-Royce Trent 1000 jest turbofan high-pass silnik produkowany przez Rolls-Royce plc , jeden z dwóch wariantów silnikowych dla Boeing 787 , konkurując z General Electric GEnx . Pierwszy lot odbył się 14 lutego 2006 r., a pierwszy lot 18 czerwca 2007 r., przed wspólną certyfikacją EASA/FAA 7 sierpnia 2007 r. i wszedł do eksploatacji 26 października 2011 r. Związane z korozją pękanie zmęczeniowe łopatek turbin o średnim ciśnieniu (IP) odkryto na początku 2016 r., uziemiając do 44 samolotów i kosztując Rolls-Royce co najmniej 1,354 miliarda funtów.

62,264-81,028 lbf (276,96-360,43 kN) silnik ma współczynnik obejścia ponad 10:1, 2,85 m (9 stóp 4 cale ) m wentylator i zachowuje charakterystyczny układ trzech szpul serii Trent . Zaktualizowany Trent 1000 TEN z technologią z Trent XWB i Advance 3 ma na celu do 3% lepsze spalanie paliwa . Po raz pierwszy uruchomiono go w połowie 2014 r., otrzymał certyfikat EASA w lipcu 2016 r., pierwszy lot 787 odbył się 7 grudnia 2016 r. i został wprowadzony 23 listopada 2017 r. Na początku 2018 r. miał 38% udział w rynku w księgach zamówień, na które zadecydowano. Rolls-Royce Trent 7000 jest wersja z upustowy powietrza stosowanego do Airbusa A330neo .

Rozwój

W 2003 roku Rolls-Royce oferował skalowaną pochodną Trent 900 dla proponowanego Boeinga 7E7 , która mogła zawierać technologie ANTLE . 6 kwietnia 2004 roku Boeing ogłosił, że wybrał dwóch partnerów w zakresie silników do swojego nowego 787: Rolls-Royce i General Electric (GE). W czerwcu 2004 roku Air New Zealand wybrał Trent 1000 do swoich dwóch zamówień firmowych. W dniu 13 października 2004 roku, All Nippon Airways wybrany Rolls-Royce do władzy 30 787-3s i 20 787-8s, miliard $ 1 ( £ 560 mln) ofertę.

Pierwsze uruchomienie Trenta 1000 odbyło się 14 lutego 2006 r. 18 czerwca 2007 r. wykonał swój pierwszy lot z lotniska TSTC Waco w Teksasie na latającym stanowisku testowym Rolls-Royce'a, zmodyfikowanym Boeingu 747-200. 7 lipca 2007 r., leasingodawca samolotów International Lease Finance Corporation złożył zamówienie o wartości 1,3 miliarda dolarów według cen katalogowych na Trent 1000, aby zasilić 40 z 787, które ma zamówione, 16,25 miliona dolarów na silnik. Silnik otrzymał wspólną certyfikację FAA i EASA w dniu 7 sierpnia 2007 r. lub 7/8/7 w Europie. Trent 1000 jest silnikiem startowym w obu początkowych wariantach 787, -8 z ANA i -9 z Air New Zealand. W dniu 27 września 2007 roku British Airways ogłosiły wybór Trent 1000 do zasilania 24 Boeingów 787.

W dniu 2 sierpnia 2010 r. Trent 1000 doznał awarii silnika w turbinie pośredniej na stanowisku testowym. Zgłoszono, że przyczyną był pożar w układzie olejowym silnika.

Trent 1000 TEN

Rolls-Royce zaprojektował ulepszoną wersję mającą na celu co najmniej 2% lepsze spalanie paliwa niż obecny Trent 1000 Package C. Firma twierdzi, że oferuje do 3% niższe spalanie paliwa niż konkurencja. Rolls twierdzi, że do maja 2015 r. pomaga zmniejszyć dominację silników GEnx na rynku silników Boeinga 787, a 42% nowo zadeklarowanych zamówień na silniki trafia do Trent. Na początku 2018 r. na 1277 zamówień 681 wybranych GE (53,3%), 420 Rolls-Royce (32,9%) i 176 było niezdecydowanych (13,8%).

Oferuje on przeskalowany wersję Airbus A350 „s Trent XWB -84 kompresor i Advance 3 rdzenia technologii. Spalanie paliwa jest zmniejszone dzięki ulepszonej sprężarce pośredniego ciśnienia, w której tylne stopnie obracają się z większą prędkością. W nowym kompresorze wprowadzono trzy stopnie skoku, a 75% jego części jest nowych lub zmienionych z 1000.

Silnik po raz pierwszy uruchomiono w połowie 2014 roku. Rolls-Royce początkowo liczył na certyfikację Trent TEN przed końcem 2015 r. i wejście do służby pod koniec 2016 r. Zmiana funkcji redukcji masy zwanej „banded stators” i inne problemy konstrukcyjne opóźniły certyfikację silnika FAA Part 33. Został certyfikowany przez EASA w lipcu 2016 r.

Po raz pierwszy poleciał na Boeingu 787 w dniu 7 grudnia 2016 r. Rolls-Royce dostarczy TEN jako opcję silnika dla 787 od 2017 r. Spełnienie limitów emisji dymu w punktach trybu lądowania i startu , ale nie przy niektórych ciągach, w sierpniu 2017 r. Rolls - Royce poprosił FAA o tymczasowe zwolnienie do 2019 r., aby opracować modyfikację. Limity emisji dymu są spełnione zgodnie z normami EASA, ale nie przy wszystkich ciągach, jak wymaga tego FAA. Europejskie LCC Norwegian Air , singapurski przewoźnik Scoot i Air New Zealand odebrały 787 z napędem Trent 1000 napędzanym siecią TEN w listopadzie 2017 r., z pierwszą komercyjną usługą 23 listopada.

Projekt

Trent 1000 to turbowentylator o wysokim obejściu z trzema niezależnymi, współosiowymi wałami i jedną pierścieniową komorą spalania z 18 dyszami natryskowymi. Wał niskiego ciśnienia z wentylatorem o skośnych łopatkach o długości 2,85 m (9 stóp 4 cale) jest napędzany sześcioma turbinami osiowymi . Szpula pośredniego ciśnienia z 8 sprężarkami osiowymi jest obracana przez pojedynczy stopień turbiny. Sześciostopniowa sprężarka wysokociśnieniowa jest napędzana przez pojedynczy stopień turbiny, obracający się w kierunku przeciwnym do dwóch pozostałych wałów. Silnik jest kontrolowany przez EWG .

Początkowo Boeing bawił się pomysłem samodzielnego pozyskiwania silnika do 787, przy czym najbardziej prawdopodobnym kandydatem jest GE Aviation . Jednak potencjalni klienci domagali się wyboru, a Boeing ustąpił.

Po raz pierwszy w lotnictwie komercyjnym oba typy silników będą miały standardowy interfejs z samolotem, dzięki czemu każdy 787 może być wyposażony w silnik GE lub Rolls-Royce w dowolnym momencie, o ile tylko pylon zostanie zmodyfikowany. Wymienność silników sprawia, że ​​787 staje się bardziej elastycznym atutem dla linii lotniczych, pozwalając im na zmianę silnika jednego producenta na silnik drugiego w świetle wszelkich przyszłych udoskonaleń silników, które będą bardziej odpowiadały ich profilowi ​​operacyjnemu. Koszt takiej zmiany wymagałby znacznej różnicy w kosztach operacyjnych między dwoma typami silników, aby uczynić ją ekonomiczną - różnica, która nie występuje w dzisiejszych silnikach.

Podobnie jak w przypadku wcześniejszych wariantów rodziny Trent, Rolls współpracował z partnerami w zakresie podziału ryzyka i przychodów w ramach programu Trent 1000. Tym razem było sześciu partnerów: Kawasaki Heavy Industries (moduł pośredniej sprężarki), Mitsubishi Heavy Industries ( łopatki komory spalania i turbiny niskiego ciśnienia), Industria de Turbo Propulsores (turbina niskiego ciśnienia), Carlton Forge Works (osłona wentylatora), Hamilton Sundstrand (przekładnia). ) i Goodrich Corporation (system sterowania silnikiem). W sumie partnerzy ci mają 35 procent udziałów w programie.

Rodzina Trent 1000 szeroko wykorzystuje technologię zaczerpniętą z demonstratora Trent 8104 . Aby spełnić wymagania Boeinga dotyczące „bardziej elektrycznego” silnika, Trent 1000 jest konstrukcją bez upustu , z przystawką odbioru mocy ze szpuli średniego ciśnienia (IP) zamiast szpuli wysokociśnieniowej (HP), którą można znaleźć w innych członkowie rodziny Trent. Wybrano wentylator z odchylanym tyłem o średnicy 2,8 m (110 cali) z piastą o mniejszej średnicy, aby zmaksymalizować przepływ powietrza. Współczynnik obejścia został zwiększony w stosunku do poprzednich wariantów dzięki odpowiednim dostosowaniom do przepływu rdzenia.

Wysoki współczynnik ciśnienia wraz z przeciwbieżnymi szpulami IP i HP poprawia wydajność. Zastosowanie większej liczby starszych komponentów zmniejsza liczbę części, aby zminimalizować koszty konserwacji. Wyposażony jest w kaflową komorę spalania.

Historia operacyjna

26 października 2011 r. 787 wykonał swój pierwszy komercyjny lot z lotniska Narita w Tokio do międzynarodowego lotniska w Hongkongu liniami All Nippon Airways. Był napędzany silnikami Trent 1000.

787 został wprowadzony we wrześniu 2011 r. z pakietem A o 1% niższym jednostkowym zużyciu paliwa (TSFC) niż początkowa specyfikacja Boeinga, który został dopasowany przez pakiet B certyfikowany w grudniu 2011 r., a następnie ulepszony przez pakiet C oferujący o 1% lepsze spalanie paliwa niż określone i certyfikowane przez EASA we wrześniu 2013 r. Od wczesnych etapów działalności firma GE zapewniła sobie 2% przewagę w spalaniu paliwa i 1% lepsze utrzymanie wydajności.

W marcu 2014 r. z 787 firmowego portfela zamówień Rolls-Royce miał 321 (31%), 564 GE (55%), a 146 było niezdecydowanych (14%). Pakiety poprawy wydajności naprawiły problemy związane ze spalaniem paliwa i niezawodnością, ale problemy w aktywnej flocie nadal występują, a problemy z trwałością niektórych komponentów utrzymują się w przypadku 400 do 500 silników w 2017 r. Na początku 2018 r. z 1277 zamówień 681 wybrało silnik GEnx (53%), 420 Trent 1000 (33%) i 176 było niezdecydowanych (14%).

Pękanie ostrza

Związane z korozją pękanie zmęczeniowe łopatek turbiny średniego ciśnienia (IPT) zostało odkryte w All Nippon Airways na początku 2016 roku. Silniki wykazujące nadmierną korozję zostały wycofane z eksploatacji i naprawione podczas wizyty w warsztacie, opracowano i wdrożono bardziej odporne na korozję łopatki . Sprawdzono zmęczenie łopat HPT i sprawdzono uszczelnienia wirnika IPC, ale kilka linii lotniczych musiało uziemić 787. Rolls Royce musiał wydać 35 milionów dolarów na nieoczekiwane „zapewnienia techniczne” dla swojej floty Trent 1000 w 2017 roku.

W kwietniu 2018 r. odstęp między inspekcjami dla 380 lotów Trent 1000 z pakietu C został skrócony z każdych 200 do każdych 80, aby rozwiązać problemy z trwałością, ponieważ EASA powinna podążać za amerykańską FAA , zmniejszając ETOPS z 330 do 140 minut i wpływając na trans- Pacyfik. loty. 17 kwietnia US FAA potwierdziła tę redukcję ETOPS . W dniu 19 kwietnia EASA wydała dyrektywę zdatności do lotu stwierdzającą, że „zgłoszono zdarzenia w silnikach RR Trent 1000 „Pack C”, w których znaleziono pęknięte łopaty wirnika 1 i wirnika IPC. Ten stan, jeśli nie zostanie wykryty i naprawiony, może prowadzić do zwolnienie łopat w locie, co może skutkować zmniejszoną kontrolą nad samolotem." Wskaźniki kontroli EASA są zwiększone, ale ETOPS są utrzymane.

26 kwietnia 2018 r. FAA ograniczyła ETOPS dla silników pakietu C. Dotyczyło to Air Europa , Air New Zealand , Avianca , British Airways , Ethiopian , LATAM , Polski LOT , Norwegian Air , Royal Brunei , Scoot , Thai Airways , Virgin Atlantic .

Boeing wysłał 737 MAX, głównego wiceprezesa Keitha Leverkuhna, aby pomógł Rolls-Royce'owi przezwyciężyć problemy, pokazując ich znaczenie, ponieważ 34 samoloty są uziemione, a liczba ta może wzrosnąć w nadchodzących miesiącach, ponieważ 383 silniki, których to dotyczy, zasilają jedną czwartą floty 787. Nie powinno to wpłynąć na wzrost produkcji B787 do 14 miesięcznie do połowy 2019 r., ponieważ 70% ma silniki GE Aircraft Engines , ale siedem nowych samolotów jest montowanych w oczekiwaniu na silniki.

Ponieważ dyrektywy zdatności do lotu FAA i EASA nakazywały inspekcje do 9 czerwca, liczba uziemionych samolotów pasażerskich powinna wzrosnąć do poziomu 50: po sprawdzeniu 80% silników, 29% z nich nie przeszło inspekcji i pozostanie uziemione. Firma Rolls-Royce wyznaczyła 200 osób do rozwiązania problemu i zainstalowała poprawioną łopatkę sprężarki IP na początku czerwca, przyspieszając opracowywanie trwałych poprawek, aby mieć części dostępne do remontu od końca 2018 r. Aby rozwiązać te problemy, Rolls przeznaczył 340 mln GBP (450 mln USD). ) w 2018 r. i mniej w 2019 r., w porównaniu z około 450 mln GBP (643 mln USD) wolnych przepływów pieniężnych w 2018 r . . Na początku czerwca przeprojektowane ostrze zostało przetestowane w locie na 747-200 Rolls-Royce'a, ponieważ 35 zostało uziemionych, a złagodzenie ograniczeń ETOPS wymagałoby przekonywania agencji regulacyjnych, że zakłócenie lotu z jednym silnikiem jest wystarczająco mało prawdopodobne.

Podobny problem z trwałością sprężarki IP został zidentyfikowany w przypadku niektórych silników z pakietu B, 166 silników z pakietu B zostanie poddanych inspekcji na skrzydle, ponieważ w czerwcu 2018 r. zostanie opublikowane ogłoszenie EASA AD . Rozpoczęto zapobiegawcze przeprojektowanie części z pakietu B, tak jak w przypadku Trent 1000 TEN, podczas gdy jego młoda flota nie wykazywała zmniejszonej wytrzymałości IPC. Obecnie flota w pakiecie B liczy 61 osób, a osiem jest w magazynie. Niedobór zapasów łopatek sprężarek doprowadził nawet do trzech dni dłuższych niż planowano napraw, ponieważ uziemione odrzutowce osiągnęły 43, podczas gdy Rolls przeznaczył prawie 1 miliard funtów (1,3 miliarda dolarów) na rozwiązanie problemów.

Samoloty na ziemi osiągnęły wartość szczytową 44, zanim spadły, mniej niż oczekiwano 50, a wydajność łopatek turbiny, jako czynnik ograniczający, wzrosła o 50% od początku 2018 roku. Problemy nie powinny rozprzestrzenić się na Trent XWB , ponieważ nie ma dowodów na podobne problemy i został on opracowany przy użyciu bardziej nowoczesnych narzędzi i innego przepływu projektowego - chociaż nie odwiedzono jeszcze wystarczającej liczby silników, aby to wykluczyć, lub na Trent 7000, który będzie zawierać ulepszenia Trent 1000. Wyjątkowe wydatki w wysokości 554 mln GBP (725 mln USD) poniesiono na 2018 r., 40% całkowitych kosztów gotówkowych do 2022 r., przed 450 mln GBP w 2019 r. i 100 mln GBP mniej w 2020 r.

Łagodzenie

Wystawiając materiał podstawowy na zmęczenie niskocyklowe , powłoka bariery termicznej na łopatkach turbiny IP uległa przedwczesnej erozji w wyniku „ korozji na gorąco ” spowodowanej wysoką zawartością siarki atmosferycznej z powodu zanieczyszczającego przemysłu wokół dużych miast Azji i Pacyfiku. Pierwotna poprawka, poprawiony materiał podstawowy i powłoka zapobiegająca korozji turbiny IP, została zainstalowana do września 2018 r. w ponad 62% floty, której dotyczy problem. Testy laboratoryjne nowszej turbiny są zadowalające, a żywotność turbiny powinna być potwierdzona przez inspekcje eksploatacyjne, przy czym niektóre silniki przeszły już 1000-1500 cykli. Program badań materiałowych został zweryfikowany na brytyjskich i europejskich uniwersytetach: niskocyklowe testy zmęczeniowe wykazały, że zapobiegano dyfuzji środka do głównego materiału, co pozwoliło uniknąć powstawania mikropęknięć . Model przewiduje narażenie na czynniki korozyjne w celu uniknięcia kontroli i kolejności modernizacji.

Mechanizm awarii nie było zrozumiałe, gdy kwestia ta została odkryta w marcu, po czterech łopatek sprężarki na pierwszym wirniku IP i jeden na drugi zawiodły w silniku wysokiej czasowej. Badania drgań ujawniły, że strumień wentylatora wpływa na łopatki sprężarki, z różnicą częstotliwości 100 Hz między szpulami IP i LP, co powoduje zsynchronizowane wibracje w trybie własnym w pierwszych dwóch wirnikach sprężarki. Spowodowało to zużycie, które doprowadziło do mikropęknięć w korzeniach łopatek, które po około 1000 cyklach przekształciły się w odpowiednie pęknięcia, co spowodowało zatrzymanie lotu . Aby uniknąć trybów własnych, Rolls przesuwa masę łopaty ze środka w kierunku obrzeża. Testy wykazały brak szkodliwych wibracji, a certyfikacja powinna zostać zatwierdzona do końca roku, a produkcja nowego ostrza rozpoczęła się w oczekiwaniu. Chociaż ma inną konstrukcję wirnika IP w stylu Trent XWB bez trybu własnego, te same stopnie zostały również przeprojektowane dla Trent 1000 TEN, a także Trent 7000 .

W marcu 2018 r. Rolls konserwatywnie ograniczył pojedynczy silnik pracujący z maksymalną mocą ciągłą do 140 min, prowadząc regulatorów do ograniczenia ETOPS . Tylko jeden silnik uległ awarii spośród ponad 100 wykazujących małe pęknięcia, co stanowi jedną trzecią podejrzanej populacji 366 silników, ponieważ pęknięcie rozwija się powoli. Na ziemi w Derby oprzyrządowany Trent 1000 z pękniętymi wirnikami pracował przez 10 godzin z maksymalną ciągłą mocą bez propagacji pęknięć , a następnie został zamontowany na stanowisku testowym Rolls 747 w połowie września, aby potwierdzić, że nie jest to problem zmęczenia wysokocyklowego w celu złagodzenia ograniczeń ETOPS. Loty powinny rozpocząć się pod koniec września u wybrzeży Kalifornii, będzie odbywać się przy FL120 i maksymalnej mocy, jak jednosilnikowa dywersja ETOPS , po czym nastąpią testy w niskich temperaturach na Alasce. Do grudnia liczba uziemionych silników była nadal wysoka i miała ulec znacznej poprawie w pierwszej połowie 2019 roku. Po zatwierdzeniu przez EASA i FAA od stycznia 2019 roku w pakiecie C Trent 1000 zainstalowano przeprojektowaną konstrukcję łopatek sprężarki IP.

Do listopada 2019 r. Rolls-Royce dążył do tego, aby do połowy 2020 r. na ziemi znajdowało się mniej niż dziesięć samolotów. Po ocenie projektu turbiny HP przeznaczonej na początek 2020 r. przeprojektowana łopata Trent 1000 TEN HP nie była tak wytrzymała, jak oczekiwano, a jej wprowadzenie zostało opóźnione do pierwszej połowy 2021 r., ostatniej wymaganej modyfikacji. Rolls-Royce spodziewa się, że w 2019 r. poniesie 1,4 miliarda funtów (1,8 miliarda dolarów), czyli prawie podwoi się z 790 milionów funtów pochłoniętych w 2018 r., ponieważ wszystkie koszty rozłożone na lata 2017-2023 wzrosną do 2,4 miliarda funtów, z szacowanych 1,6 miliarda funtów do połowy 2019 roku.

Niezawodność

Do marca 2016 r. ma niezawodność wysyłki na poziomie 99,9 procent, a cztery wyłączenia podczas lotu (IFSD) dały wskaźnik 2 IFSD na milion godzin lotu.

10 sierpnia 2019 r. norweski długodystansowy Boeing 787-8 odlatujący z Rzymu miał awarię silnika, a załodze udało się wykonać bezwypadkowe lądowanie awaryjne . Części uszkodziły lewe skrzydło samolotu, statecznik poziomy, opony kadłuba i podwozia głównego i spadły na tereny miejskie. Łopatka turbiny pękła i mogła spowodować rozpad innych. Silnik doznał innych, mniej nagłośnionych przestojów podczas lotu.

Aplikacje

Warianty

Warianty zostały certyfikowane przez EASA

7 sierpnia 2007 r.
Trent 1000-A, Trent 1000-C, Trent 1000-D, Trent 1000-E, Trent 1000-G, Trent 1000-H
10 września 2013 r.
Trent 1000-A2, Trent 1000-C2, Trent 1000-D2, Trent 1000-E2, Trent 1000-G2, Trent 1000-H2, Trent 1000-J2, Trent 1000-K2, Trent 1000-L2
6 maja 2015 r.
Trent 1000-AE, Trent 1000-CE, Trent 1000-AE2, Trent 1000-CE2
11 lipca 2016
Trent 1000-AE3, Trent 1000-CE3, Trent 1000-D3, Trent 1000-G3, Trent 1000-H3, Trent 1000-J3, Trent 1000-K3, Trent 1000-L3, Trent 1000-M3, Trent 1000-N3, Trent 1000-P3, Trent 1000-Q3, Trent 1000-R3
Trent 1000 wariantów
Przeznaczenie Ocena startowa Ciągły
Trent 1000-E 62 264 lbf (276,96 kN) 58,866 lbf (261,85 kN)
Trent 1000-H 63 897 lbf (284,23 kN)
Trent 1000-A 69 294 lbf (308,24 kN) 64 722 lbf (287,90 kN)
Trent 1000-G 72 066 lbf (320,57 kN)
Trent 1000-C/D/L/P 74 511 funtów siły (331,44 kN) 69 523 lbf (39,25 kN)
Trent 1000-J/K/Q 78,129 funtów siły (347,54 kN) 71 818 funtów siły (319,46 kN)
Trent 1000-M/N 79 728 lbf (354,65 kN) 72 691 lbf (323,35 kN)
Trent 1000-R 81,028 lbf (360,43 kN)

Silniki na wyświetlaczu

Trent 1000 jest wystawiony w Muzeum Tworzenia w Derby .

Specyfikacje

Trent 1000 na prototypie Boeinga 787

Dane z EASA

Ogólna charakterystyka

  • Typ: Trzywałowy silnik turbowentylatorowy o wysokim współczynniku obejścia
  • Długość: 4,738 m (186,5 cala)
  • Średnica: 285 cm (112 cali) (wentylator)
  • Sucha masa: 5936-6120 kg (13 087-13492 funtów)

składniki

  • Sprężarka: jednostopniowa LP (wentylator), ośmiostopniowa IP, sześciostopniowa sprężarka HP
  • Komory : pojedyncza komorowa komora spalania z 18-stopniowymi dyszami rozpylającymi paliwo
  • Turbina : jednostopniowa turbina HP (13391 obr./min), jednostopniowa turbina IP (8937 obr./min), sześciostopniowa turbina LP (2683 obr./min)

Występ

Zobacz też

Porównywalne silniki

Powiązane listy

Bibliografia

Linki zewnętrzne