Кіріспе
Турбовентиляторлық ұшақ қозғалтқыштарының отбасысы
Rolls Royce Trent – Rolls Royce компаниясы өндіретін жоғары өткізу қабілетіне ие турбовентиляторлар тобы. Ол RB211 үш шпулдік архитектурасын жалғастырады, максималды тартымдылығы 1988 жылдың маусымында RB 211 524L ретінде ұсынылды, алғашқы прототипі 1990 жылдың тамызында сынақтан өтті. Оның алғашқы модификациясы – 1995 жылы наурыз айында Airbus A330 ұшағында қолданылған Trent 700, содан кейін Boeing 777 (1996) үшін Trent 800, A340 (2002) үшін Trent 500, A380 (2007) үшін Trent 900, Boeing 787 (2011) үшін Trent 1000, A350 (2015) үшін Trent XWB және A330neo (2018) үшін Trent 7000. Сонымен қатар, RR MT30 сияқты теңіз және өнеркәсіптік модификациялары да бар.
Launched as the RB 211 524L in June 1988, the prototype first ran in August 1990. Its first variant is the Trent 700 introduced on the Airbus A330 in March 1995,
then the Trent 800 for the Boeing 777 (1996),
the Trent 500 for the A340 (2002),
the Trent 900 for the A380 (2007),
the Trent 1000 for the Boeing 787 (2011),
the Trent XWB for the A350 (2015),
and the Trent 7000 for the A330neo (2018). It has also marine and industrial variants like the RR MT30.
Даму
RB211 сәттілігіне қарамастан, ірі азаматтық турбовентилятор нарығында General Electric және Pratt & Whitney басымдық танытты, ал Rolls Royce үлесі 1987 жылғы сәуірде жекешелендірілгенде бар болғаны 8% құрады. Маусым айында Rolls Royce компаниясы RB211 700 ұшағын іске қосу мүмкіндігін зерттеді, ол Airbus A330 екі қозғалтқышты ұшағы, ұзақ қашықтықтағы Boeing 767 және MD 11 үшін жасалған, 747 400 ұшағының 524D4D үлгісінен алынған және өсу потенциалы бар еді. 1988 жылдың маусымына дейін Rolls Royce компаниясы жаңартылған RB 211 524L әзірлеуге 540 миллион доллардан астам қаражат инвестициялады, ол 524G/H үшін жаңа вентилятордан және үштен төрт LP турбина сатысынан тұратын. 1988 жылғы қыркүйектегі Фарнборо авиашоуында 524L әзірлемесі 300 миллион фунт стерлингке бағаланып, MD 11 және A330 ұшақтарын қуаттандыратыны расталды, сонымен қатар Фрэнк Уиттл толық масштабты модельді таныстырды. 1989 жылғы маусымда RB211 524L Trent A330 үшін бекітілді, ал MD 11 үшін қуаты бағаланды. Trent 1990 жылғы 27 тамызда Дербиде алғашқы сынақ жүргізді. 1992 жылғы қыркүйекте MD 11 үшін Trent 600 жобасынан бас тартылып, прототиптер A330 үшін Trent 700 қозғалтқыштары ретінде қайта құрылды. Rolls Royce компаниясының реактивті қозғалтқыштарына өзендердің аттарын беру дәстүріне сәйкес, бұл қозғалтқыш Англияның Мидлендс аймағындағы Трент өзенінің құрметіне аталды. Ұлыбритания үкіметі Rolls Royce компаниясына RB.211 қозғалтқышын және Trent 900-ге дейінгі Trent отбасын дамыту үшін қайтарылатын 450 миллион фунт стерлингтік инвестиция берді. Rolls Royce 1997 жылы Trent 8104, 500 және 600 түрлері үшін 200 миллион фунт стерлинг, ал 2001 жылы Trent 600 және 900 түрлері үшін 250 миллион фунт стерлинг алды, Trent 1000 түрі үшін ешқандай көмек сұралмады. Жаңа ұшақтарға жоғары итермелі күш қажет болды, ал клиенттер Boeing 777 және Airbus A330 екі қозғалтқышты ұшақтарының ұшуын ұзақ қашықтықтағы қызмет көрсетуге бейімдеуді қалады. Rolls Royce компаниясы даму шығындарын төмендету үшін ортақ ядроға негізделген әрбір ірі азаматтық авиалайнерге қозғалтқыш ұсынуға шешім қабылдады, ал үш ошақты конструкция әрбір ошақты жеке масштабтауға мүмкіндік берді. Қозғалтқыштар отбасысы бұрын RB.50 үшін қолданылған Трент өзенінің атымен аталады, ол Rolls Royce компаниясының алғашқы жұмыс істейтін турбовинттік қозғалтқышы болды, сондай-ақ 1960 жылдардағы RB.203, айналма турбовентилятор және Spey қозғалтқышын алмастыруға арналған алғашқы үш ошақты қозғалтқыш, бірақ ешқашан енгізілмеді. 2019 жылы Rolls Royce 510 Trent қозғалтқышын тапсырды.
At the September 1988 Farnborough Airshow, the 524L development was confirmed, estimated at £300 million, to power the MD 11 and A330 as a full scale model was unveiled by Frank Whittle. In June 1989, the RB211 524L Trent was confirmed for the A330, rated at Rated at for the MD 11, the Trent made its first run on 27 August 1990 in Derby. By September 1992, the Trent 600 for the MD 11 was abandoned and prototypes were rebuilt as Trent 700 engines for the A330 with a fan. In keeping with Rolls Royce's tradition of naming its jet engines after rivers, this engine is named after the River Trent in the Midlands of England. The UK government granted Rolls Royce £450 million repayable launch investment, repaid with interest, to develop the RB.211 engine and the Trent family up to the Trent 900. Rolls Royce obtained £200 million for the Trent 8104, 500 and 600 variants in 1997, and £250 million for the Trent 600 and 900 variants in 2001, no aid was sought for Trent 1000 variant. New proposed planes required higher thrust and customers wanted the Boeing 777 and Airbus A330 twinjets to fly Extended range Twin engine Operations at introduction. Rolls Royce decided to offer an engine for every large civil airliner, based on a common core to lower development costs, and the three shaft design provided flexibility, allowing each spool to be individually scaled. The engine family is named after the River Trent, a name previously used for the RB.50, Rolls Royce's first working turboprop engine; and the 1960s RB.203, a bypass turbofan and the first three spool engine, designed to replace the Spey but never introduced. In 2019, Rolls Royce delivered 510 Trent engines.
Дизайн
RB211-ге ұқсас, Trent екі катушкалы конфигурацияның орнына концентрлі үш катушкалы конструкцияны қолданады. Trent отбасы ұқсас орналасуды сақтайды, бірақ әр катушка жеке-жеке өзгертіліп, оңтайлы жылдамдыққа жақын айналуы мүмкін. Оның ішкі шу деңгейі мен газ шығарындысы RB211-ге қарағанда төмен. Ішкі Уоррен арқалық құрылымы бар қуыс титан желдеткіш қанаттары аз салмақта беріктікке, икемділікке және зақымға төзімділікке қол жеткізеді. Олардың балқу температурасынан жоғары температурада жұмыс істеу үшін салқындату ауасы компрессордан лазермен тесілген тесіктер арқылы қуыс турбина қанаттарына жіберіледі, олар никель қорытпасының бір кристалынан жасалған және жылу өткізбейтін жабынмен жабылады. Әрбір турбина қанаты газ ағынынан жылуды алып тастайды. 1998 жылдың сәуірінде RB211 524HT Trent 700 өзегімен 747 400 ұшағына енгізілді, бұл бұрынғы RB211 524G/H-ны 2% жақсы TSFC, 40% төмен NOx шығарындысы және 50°C салқынырақ турбинамен алмастырды. Trent 800 LP катушкасы 3300 айналымда айналады, оның диаметрі желдеткіш ұшының жылдамдығы м/с-қа жетеді. Trent 900 желдеткіші ұшып көтерілгенде Airbus A380 шуын азайту үшін орташа реактивтік жылдамдықты төмен ұстайды.
Бірінші Трент 600
1986 жылдың соңында McDonnell Douglas MD 11 бағдарламасының басталуында ол GE CF6 80C2 немесе PW4000 қозғалтқыштарымен ғана ұсынылды, бірақ Rolls Royce 747 400-дің RB211 524D4D қозғалтқышын ұсынуды зерттеді. 1988 жылдың маусымына қарай Rolls Royce 524G/H үшін жаңа желдеткіш және төртінші LP турбина сатысымен жаңартылған 524L қозғалтқышын дамытуға 540 миллион доллардан астам инвестициялады. 1992 жылдың ақпанына қарай желдеткіші бар төрт Trent 600 қозғалтқышы болды. 1992 жылдың қыркүйегінде үші A330 ұшағы үшін аунағышпен Trent 700 қозғалтқыштары ретінде қайта жаңартылды. 1997 жылдың наурызына қарай Boeing 777 200X/300X ұшақтарының жаңа нұсқаларын 2000 жылдың қыркүйегінде енгізуді зерттеді: GE GE90 102B, ал P&W PW4098 және Rolls Royce Trent 8100 қозғалтқыштарын ұсынды. Rolls Royce сондай-ақ Trent 8102 қозғалтқышын зерттеді. 1997 жылдың желтоқсанына қарай 300X ұшағының ең жоғары ұшу салмағы (MTOW) өсті. 454 кН (102 000 фунт) күші бар Trent 8104 қозғалтқышының жобасы 1998 жылдың маусымына дейін аяқталуы керек еді, ал 200X ұшағының пайдалануға кіруі 2002 жылдың ортасына дейін кейінге шегерілді. Жоғары күш жаңа, иілген желдеткіш қанаттары арқылы қол жеткізілді, сонымен бірге желдеткіш диаметрін сақтап қалды. Trent 8104 алғаш рет 1998 жылдың 16 желтоқсанында іске қосылды және бес күннен кейін 110 000 фунт (490 кН) күштің артығын көрсетті, ал 1999 жылдың ортасына дейін тағы екі қозғалтқыш қосылды. Иілген желдеткіш қанаттары берілген жылдамдықта сол желдеткішпен 2-3% артық ауа ағынын қамтамасыз етеді, бұл қосымша итермелеуге мүмкіндік береді, ал желдеткіштің тиімділігі 1% жақсарады. Жоғары қысымды (HP) компрессордың роторлары мен статорлары және орташа қысымды (IP) компрессордың статорлары 3D аэродинамикалық есептеулермен жобаланды. 777 200X/300X ұшағының ең жоғары ұшу салмағы 340 500 кг-ға жеткенде, итермелеу қажеттілігі өсті. Итермелеуді арттыру үшін желдеткіш диаметрін 2,9 м (114 дюйм) дейін жеткізу жоспарланды. 1999 жылдың маусымына қарай 8104 қозғалтқышы 115 000 фунт (510 кН) күші бар жобаланған Trent 8115 қозғалтқышының негізі болды, оның өзегі геометриялық жағынан 2,5% және аэродинамикалық жағынан 5% үлкейтілді, ал желдеткіш кеңейтілді, Trent 800 архитектурасы сақталды: сегіз сатылы IP компрессор және алты сатылы HP компрессор, екеуі де бір сатылы турбинамен және бес сатылы LP турбинамен жұмыс істейді. 1999 жылдың шілдесінде Boeing General Electric GE90 қозғалтқышын Trent 8115 және P&W ұсыныстарынан басымдық беріп, ұзын қашықтықтағы 777 ұшақтарын қуаттандыру үшін таңдады, себебі GE ұшақтың дамуын қаржыландыруға маңызды көмек көрсетуге міндеттенді, шамамен 100 миллион доллар көлемінде. Кейін Rolls Royce Trent 8115 қозғалтқышынан бас тартты, бірақ Trent 8104 қозғалтқышын технологиялық демонстрация ретінде жұмысын жалғастырды.
Trent 500
Trent 500 тек үлкен A340 500/600 нұсқаларын қуаттандырады. Ол 1997 жылдың маусымында таңдалды, 1999 жылдың мамырында алғаш рет сынақтан өтті, 2000 жылдың маусымында алғашқы ұшысы жасалды және 2000 жылдың 15 желтоқсанында сертификатталды. 2002 жылдың шілдесінде пайдалануға енгізілді, ал A340 өндірісі 2011 жылы тоқтағанға дейін 524 қозғалтқыш қанаттарымен жеткізілді. Trent отбасының үш шпулдік архитектурасын сақтай отырып, ол Trent 700-дің 2,47 м (97,5 дюйм) диаметрлі желдеткішімен және Trent 800-нің кішірейтілген өзегімен жабдықталған. Ол ұшып көтерілгенде 275 кН (61 900 фунт-күш) дейін итермелі күшті қамтамасыз етеді және круиздік режимде 8,5:1 дейін айналма коэффициентіне ие.
Екінші Трент 600
2000 жылдың наурыз айында Боинг ұзындығы ұзартылған, жаңа қозғалтқыштармен жабдықталған 767-400ERX ұшағын іске қосуды жоспарлаған, ал жеткізілімдер 2004 жылға белгіленген. Шілдеде Rolls Royce 767-400ERX және Boeing 747X үшін Trent 600 қозғалтқышын жеткізуге міндеттенген, ал Еуропалық Одақ төрт қозғалтқышты ұшақтарға қатысты Engine Alliance ұсынысын шектеді. Trent 600 Trent 500 негізінде жасалған, желдеткіш диаметрі артырылып, жоғары байпас қатынасы мен отынның аз шығынына қол жеткізілді. Боинг жоғары MTOW және жақсырақ ұшып көтерілу көрсеткіштерімен ұзын қашықтықты 767-400ERX ұшағын ұсынды. 2001 жылы 767-400ERX жобасы Sonic Cruiser пайдасына тоқтатылды. 2005 жылдың қарашасында Боинг 747-8 ұшағын іске қосқанда, ол тек General Electric GEnx қозғалтқыштарымен жабдықталды.
Trent 1000
Rolls Royce Trent 1000 – Boeing 787 Dreamliner ұшағына арналған екі қозғалтқыштың бірі, ол General Electric GEnx-пен бәсекелеседі. Алғаш рет 2006 жылдың 14 ақпанында сынақтан өтіп, 2007 жылдың 18 маусымында алғашқы ұшуын жасады. 2007 жылдың 7 тамызында EASA/FAA бірлескен сертификатын алып, 2011 жылдың 26 қазанында пайдалануға енгізілді. Қозғалтқыштың айналма коэффициенті 10:1-ден жоғары, үлкен желдеткіші бар және Trent сериясының үш орамды құрылымын сақтайды. Жаңартылған Trent 1000 TEN, Trent XWB және Advance3 технологияларын пайдаланып, отынды 3%-ға дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Ол алғаш рет 2014 жылдың ортасында сынақтан өтіп, 2016 жылдың шілдесінде EASA сертификатын алды, 787 ұшағында 2016 жылдың 7 желтоқсанында алғаш ұшты және 2017 жылдың 23 қарашасында пайдалануға берілді. 2016 жылдың басында IP турбиналық пернелерде коррозияға байланысты шаршау жағдайлары анықталды, нәтижесінде 44 ұшақ тоқтатылып, Rolls Royce компаниясына кем дегенде £ миллион шығын келді. 2018 жылдың басында нарықтағы оның үлесі % құрады. Trent 7000 – Airbus A330neo ұшағы үшін қолданылатын, қан ортасынан ауа алатын нұсқасы.
Трент 1500
2005 жылы қарашада MTOW A340 600HGW алғаш рет ұшқанда, Airbus 2011 жылы қызметке енуі тиіс үлкен A340 нұсқаларының жақсартылған түрін зерттеді. Ол 777-300ER-мен күштірек бәсекелесуге мүмкіндік беретін еді, себебі оның жанармай шығыны A340-600-ге қарағанда 8-9% төмен болатын. Жақсартылған General Electric GEnx немесе Trent 1500 қозғалтқыштары бұл айырмашылықты 6-7% қысқартуға тиіс болды. Trent 1500 Trent 500-дің 2,47 м (97,4 дюйм) желдеткіш диаметрін және гондоласын сақтап, кішірек, жетілдірілген Trent 1000 өзегімен және айналма коэффициенті 7,5-7,6:1-ден 9,5:1-ге дейін арттырылған қайта қарастырылған төмен қысымды турбинамен жабдырылатын еді. Соңғы A340 2011 жылы жеткізілді, одан кейін ол жаңартылған A350XWB дизайнымен алмастырылды.
Trent 7000-нің
Rolls Royce Trent 7000 тек қана Airbus A330neo ұшағында қолданылады. 2014 жылдың 14 шілдесінде жарияланған, ол алғаш рет 2015 жылдың 27 қарашасында іске қосылды. 2017 жылдың 19 қазанында A330neo ұшағымен алғашқы рейсін жасады. 2018 жылдың 20 шілдесінде Trent 1000 нұсқасы ретінде EASA типтік сертификатын алды. ANTLE бағдарламасы шығарындыларды 12%-ға, NOx шығарындыларын 60%-ға, сатып алу құнын 20%-ға, өмірлік цикл құнын 30%-ға және әзірлеу циклын 50%-ға төмендетуге, сонымен қатар сенімділікті 60%-ға арттыруға бағытталған. Сынақ кезеңі 2005 жылдың жазында аяқталды. ANTLE қозғалтқышы Rolls Royce Trent 500 негізінде жасалған. Rolls Royce Deutschland жоғары қысымды компрессорға, Rolls Royce UK жану камерасы мен жоғары қысымды турбинаға, итальяндық Avio орташа қысымды турбинаға, ал ITP төмен қысымды турбина мен сыртқы корпусқа 20,5 миллион еуро инвестиция жасады, бұл бағдарламадағы 20%-дық үлесі. Ол жаңа 5 сатылы жоғары қысымды компрессормен, азайтылған жанар-жағар майды жағынғы камерамен, қаптамасы жоқ жоғары қысымды турбинамен және өзгермелі геометриялы орташа қысымды турбинамен жабдықталған. Hispano Suiza-ның жаңа қосымша беріліс қорабы, Goodrich-тің жаңа бөлінген басқару жүйесі және Techspace Aero-ның жаңа май жүйесі де орнатылды.
Жоғары деңгейдегі төмен қысымды жүйе (АЛПЖ)
2014 жылы титан алдыңғы жиегі мен көміртек корпусы бар CTi желдеткіштердің ұшу сынақтарынан кейін, 2017 жылы ішкі және сыртқы сынақтар жүргізілді, оның ішінде қарсы жел, шу және ұшынан тазарту зерттеулері, флаттер картасы, өнімділік және мұздану жағдайлары бойынша сынақтар өтті. Негізгі бөлік Trent XWB 84 желдеткішімен және Trent 1000 LP турбинасымен біріктіріледі. Advance3 демонстраторы 2017 жылдың шілдесінде 2018 жылдың басына дейін бағалау үшін Бристольдегі өндіріс орнатылысынан Дербидегі сынақ стендіне жіберілді. 2018 жылдың басында демонстратор 90% негізгі қуатқа қол жеткізіп, жоғары қысымды (HP) компрессордың арт жағында P30 қысымын көрсетті, сонымен қатар компрессордың әртүрлі орналасуына байланысты өзгерген арқалық жүктемелерді өлшеді. Жанармайды тиімді жаққан камерасы қозғалтқышта діріл тудырмады, ал келесі сынақтар судың сіңуін, шуды, жұмыс істеп тұрған қозғалтқыштың рентген суретін, сондай-ақ өзектік аймақ пен ыстық бөліктің жылулық зерттеулерін қамтиды. 2019 жылдың басында қозғалтқыш 100 сағаттан астам жұмыс істеді. UltraFan 15:1 айналма коэффициентіне және 70:1 жалпы қысым коэффициентіне қол жеткізуді мақсат етеді. Ultrafan Advance өзегін сақтайды, сонымен қатар айнымалы биіктіктегі желдеткіштермен жабдықталған турбовен архитектурасын қамтиды. Желдеткіш әрбір ұшу фазасына оңтайландыру үшін биіктігін өзгертеді, итермелеуді кері қайтару қажеттілігін жояды. Rolls Royce әдеттегі қуыс титан жапырақтарының орнына көміртек композитынан жасалған желдеткіш жапырақтарын пайдалануды жоспарлады. Бұл комбинация бір қозғалтқыштың салмағын азайтуы күтілуде. Айналмалы биіктіктегі желдеткіш төмен қысымды желдеткіштің жұмыс істеуін жеңілдетеді. Rolls Royce компаниясы Industria de Turbo Propulsores компаниясымен иондық жалатылған (IP) турбина жапырақтарының технологиясын сынау үшін жұмыс істеді. Берлинге жақын Далевицте Rolls Royce ұшу кезіндегі жүктеме жағдайларын симуляциялайтын қуат орнатымын салды, ол беріліс жүйелеріне арналған және 200 инженер жұмысқа алынды. Бастапқы сынақ беріліс қатынасы 4:1 шамасына жуық болады, ал итермелеу шамамен 84 миллион еуро инвестиция құрайды. Алғашқы жылдамдықты желдеткіш орнатылысының сынақтарынан және екінші буын титан-алюминий IP турбина жапырақтарын құюдан кейін, UltraFan демонстраторының бастапқы концепциялық дизайны 2017 жылы бекітілуі тиіс еді. UltraFan диаметрі бойынша жасалуы тиіс еді. Титан алдыңғы жиегі бар желдеткіш жапырақтары ALPS бағдарламасы аясында бағаланды. 2018 жылдың басында үшінші беріліс қорабының төзімділігі мен сенімділігі сынақтан өтті. 2018 жылдың сәуір айында өткен ILA Берлин авиашоуында Rolls Royce компаниясының Boeing 747 200 ұшағында ұшу сынақтары расталды. Жоғары айналма және төмен желдеткіш қысым қатынасы төмен жылдамдықтағы желдеткіштің тұрақсыздығын тудырады, ол өзгермелі ауданы бар соплоның орнына өзгермелі биіктіктегі жапырақтармен шешіледі. 2018 жылдың шілдесіне қарай UltraFan конфигурациясы бекітілді. 2021 жылы жердегі сынақтарды жүргізуге мүмкіндік беретін егжей-тегжейлі жобалау және компоненттерді өндіру жұмыстары басталды. 2019 жылдың ақпанында толық көлемді жердегі сынақтардан кейін, ағымдағы ұшақтарды қайта жабдықтау мақсатымен енгізу 2027 жылға шегерілді. 2020 жылдың ақпанына қарай Rolls Royce Бристольдегі өндіріс орнатылысында көміртек талшығынан жасалған диаметрлі желдеткіш жапырақтарын өндірді, композиттік желдеткіш корпусы екі моторлы ұшақта салмақты азайтуға мүмкіндік берді. 2022 жылдың наурызында Rolls Royce Dahlewitz-ден Ұлыбританиядағы құрастыру орнына қуат беріліс қорабын жеткізді. 2023 жылдың мамырына қарай 14:1 айналма коэффициенті, көміртекті титанды желдеткіш, Advance3 өзегі және жаңа жану камерасы бар демонстратордың алғашқы сынағы жасалды. 2023 жылдың қарашасында демонстратор максималды қуат сынақтарында 80 000 фунт-футтан асып, 70 сағаттан астам жұмыс істегені хабарланды, бұл 80 000 фунт-футтық техникалық талаптан асып түсті.
By May 2023, the first run was made with an demonstrator having a 14:1 bypass ratio, carbon titanium fan blades, an Advance3 core and a new combustor. In November 2023, it was announced that the demonstrator had achieved at least in maximum power tests, exceeding the design brief of 80,000lbf and had accumulated over 70 hours of run time.
Сипаттамалар
+Газ турбиналы қозғалтқыштардың нұсқасы Иткімді күштің өзгеруі Байпас қысымы Конфигурациясы Фан круиздік TSFC Бірінші сынақ Қолданылуы Trent 600 (1) 8 IPC, 6 HPC1 HPT, 1 IPT, 4 LPT 1990 MD 11 Trent 700 5.0:1 26 қанат 1992 Airbus A330 Trent 800 6.4:1 33.9–40.7:1 8 IPC, 6 HPC1 HPT, 1 IPT, 5 LPT 26 қанат 1993 Boeing 777 200/200ER/300 Trent 500 7.6:1 36.3:1 26 қанат 1999 Airbus A340 500/600 Trent 600 (2) 41:1 26 қанат алынған Boeing 747X767 400ERX Trent 900 8.7–8.5:1 37–39:1 24 қанат 2003 Airbus A380 Trent 1000 10:1 50:1 8 IPC, 6 HPC1 HPT, 1 IPT, 6 LPT 20 қанат 2006 Boeing 787 Trent 7000 2015 Airbus A330neo Trent XWB 9.6:1 8 IPC, 6 HPC1 HPT, 2 IPT, 6 LPT 22 қанат 2010 Airbus A350 XWB