Роллс-Ройс WR 21: Теңіз кемелері үшін газ турбинасы және оның мәселелері
Rolls-Royce WR-21
Rolls Royce WR 21 теңіз турбиналық қозғалтқышы: Жаңа әскери кемелер үшін жасалған, UK, Франция, АҚШ қолдауымен құрастырылған. Type 45 эсминецтерінде қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Rolls Royce WR 21 – серіктес елдердің ең соңғы теңіз жауынгерлік кемелерін қуатпен қамтамасыз ету мақсатында жасалған газ турбиналық теңіз қозғалтқышы.
The Rolls Royce WR 21 is a gas turbine marine engine, designed with a view to powering the latest naval surface combatants of the partner nations.
Тарих
Ұлыбритания, Франция және АҚШ мемлекеттік қаржысымен әзірленген WR 21 турбинасын Northrop Grumman басқаратын халықаралық консорциум жобалап, өндірді. Турбинаның өзі негізінен Rolls Royce компаниясымен жобаланған, DCN компаниясы теңіз инженерлік саласында маңызды үлес қосып, сынақ құрылғыларын жеткізді, ал Northrop Grumman интеркулер, рекуператор және жүйелік интеграцияға жауапты болды. WR 21 турбинасын әзірлеу кезінде Rolls Royce RB211 және Trent газ турбиналары отбасыларының жетістіктерінен алынған технологиялар кеңінен қолданылды. WR 21 – Ұлыбритания Корольдік теңіз күштерінің 45 типті эсминецтерінің қозғалтқыш жүйесі.
Developed with government funding input from the United Kingdom, France and the United States, the WR 21 was designed and manufactured by an international consortium led by Northrop Grumman as prime contractor. The turbine itself was designed primarily by Rolls Royce with significant marine engineering and test facility input from DCN, with Northrop Grumman responsible for the intercooler, the recuperator and system integration. WR 21 development draws heavily on the technology of the successful Rolls Royce RB211 and Trent families of gas turbines. The WR 21 is the propulsion system of Royal Navy Type 45 destroyers.
Дизайн
WR 21 – газ компрессорлық интеркулер және отынды қайта пайдалану жүйесін бірінші болып енгізген аэродинамикалық газ турбинасы, ол қозғалтқыштың жұмыс диапазонында отынның арнайы тұтынуын төмендетеді. Ол кемелердің стандартты жұмыс режимінде отын шығынын 30%-ға азайтады. Интеркулер жоғары қысымды компрессорға кіретін ауаны салқындатады, соның салдарынан ауаны сығу үшін қажетті энергия мөлшері төмендейді. 30°C-тан жоғары су температурасында жұмыс істеуге болмайды. Бірінші 45-ші типтегі эсминецтің интеркулері 2010 жылы Атлантика ортасында бұзылып, Канадада жөндеуден өтті, ал 2012 жылы Бахрейнде тағы да интеркулердің істен шығуына байланысты жөндеу жұмыстары жүргізілді. 45-ші типтегі эсминецтердегі алғашқы интеграцияланған электрлік жетегі (IEP) жүйесінде екі WR 21 және екі 2 МВт Wartsila дизель генераторы бар, олар кемедегі барлық құрылғыларды, соның ішінде қару-жарақ жүйелерін, қозғалтқышты және басқа да функцияларды қуатпен қамтамасыз етеді, бұл кемелерді "толық электрлік ақаулық" қаупіне ұшыратады. Қорғаныс министрлігі мәлімдеме жасады: "45-ші типтегі эсминецтер Арктикадан тропикалық аймақтарға дейін әлемдік операциялар үшін жобаланған және Перс шығанағы мен Оңтүстік Атлантикада жыл бойы тиімді жұмыс істеуді жалғастыруда". WR 21 қозғалтқыштарын бір немесе екі қосымша дизель генераторымен толықтыру қажет, олар құрғақ докта корпустың кесілуі арқылы орнатылады. Бұрынғы Бас теңіз лорды адмирал Филип Джонс түсіндірді: "WR 21 газ турбиналары өте ыстық ауа райында жасалған, біз бұл процесті «жақсы деградация» деп атаймыз, олар жұмыс істей алатын температурадан асып кеткенше өнімділігі біртіндеп төмендейді. Біз кемедегі дизель генераторлары мен WR 21-дің төзімділігінің қазіргі уақытта жақсы деградацияланбағанын, оның орнына катастрофалық түрде төмендегенін анықтадық, сондықтан осы мәселені шешу қажет болды". Адмирал, қиындықтарға қарамастан, Корольдік теңіз флоты 45-ші типтегі эсминецтерді тоғыз айлық циклмен жоғары температуралы шығанақ аймағына қателердің аз болуымен орналастыра алғанын мәлімдеді. Корольдік теңіз флоты кем дегенде екі 45-ші типтегі эсминецті әрқашан дайын күйде ұстап тұрады.
The WR 21 is the first aeroderivative gas turbine to incorporate gas compressor intercooler and exhaust heat recovery system technologies that deliver low specific fuel consumption across the engine's operating range. It offers a reduction in fuel burn of 30% across the typical ship operating profile. The intercooler cools air entering the high pressure compressor, reducing the amount of energy required to compress the air. failing to operate in water temperatures beyond 30C. The intercooler of the first Type 45 destroyer, , failed in the mid Atlantic in 2010 and had to be repaired in Canada, with further repairs for intercooler failure in 2012 in Bahrain. The Type 45's pioneering integrated electric propulsion (IEP) system uses two WR 21s and two Wartsila 2 MW diesel generators to power everything on board, including weapons systems in addition to propulsion and other functions, leaving the ships vulnerable to "total electric failure". The Ministry of Defence said: "The Type 45 was designed for world wide operations, from sub Arctic to extreme tropical environments, and continues to operate effectively in the Gulf and the South Atlantic all year round." The WR 21 engines will have to be supplemented by one or two additional diesel generators, fitted by cutting open the hull in dry dock. Former First Sea Lord Admiral Philip Jones clarified that "WR 21 gas turbines were designed in extreme hot weather conditions to what we call “gracefully degrade” in their performance, until you get to the point where it goes beyond the temperature at which they would operate we found that the resilience of the diesel generators and the WR 21 in the ship at the moment was not degrading gracefully; it was degrading catastrophically, so that is what we have had to address." The Admiral still argued that despite the problems, the Royal Navy has been able to deploy Type 45 destroyers in nine month cycles to the Gulf region where temperatures are high with little fault. The Royal Navy has also been able to maintain at least two Type 45s at operational readiness.