Объяснение самого большого в мире реактивного двигателя | Журнал "Вольт"
Пн. Окт 26th, 2020



Диаметр вентилятора двигателя составляет около 11 футов.

Диаметр вентилятора двигателя составляет около 11 футов. (GE Aviation /)

В конце прошлого месяца Федеральное управление гражданской авиации подписало контракт с крупнейшим в мире коммерческим реактивным двигателем. Огромные подруливающие устройства, которые он сертифицировал, – это двигатели GE9X, по одному из которых находится под каждым крылом нового широкофюзеляжного самолета Boeing 777x. Этот самолет впервые совершил полет еще в январе и может похвастаться складывающимися законцовками крыла – когда они складываются для полета, они делают крылья длиннее и, следовательно, более экономичны, а когда они сложены, самолет будет занимать меньше места. у выхода из аэропорта.

Топливолюбивые реактивные самолеты с четырьмя двигателями, такие как Boeing 747 и Airbus A380, в наши дни явно устарели, а самолеты с двумя двигателями олицетворяют как настоящее, так и будущее авиаперевозок. Чтобы поднять большой 777x вперед из неподвижного состояния в воздух, Boeing нужны два больших двигателя, которые могут создавать буквально тонны тяги. Вот как они разбиваются по цифрам.

105000 фунтов

Каждый двигатель может производить 105 000 фунтов тяги, что в сумме составляет 210 000 фунтов. (Двигатель достиг даже 134 300 фунтов тяги, что является рекордом.) Но Пэт Доннеллан, инженер по программе двигателей GE9X, говорит, что пилотам, вероятно, не нужно будет доводить двигатели до максимума, чтобы оторваться от земли. Фактически, доведение до максимума двигателей для взлета известно как «взлет на полную мощность», – объясняет он, но нет причин делать это, если только в этом нет необходимости. «Вы хотите сохранить как можно большую часть жизни, а не разорвать двигатель», – говорит он. Он сравнивает это с вождением: в идеале вы не кладете газ на пол, если в этом нет необходимости. Доннеллан говорит, что более типичный взлет называется «взлет с пониженными номинальными характеристиками», при котором «используется правильная величина для груза, который они несут – количества пассажиров и груза».

Для контекста, одномоторный двигатель F-16 развивает тягу менее 30 000 фунтов, что вполне достаточно для небольшого маневренного самолета.

134 дюйма

Это диаметр вентилятора в передней части двигателя, измеренный от кончика лопасти до кончика лопасти. Этот 11-футовый размах означает, что если вы встанете перед двигателем в его передней части (действие, которое лучше всего выполнять, когда самолет находится на земле с выключенным двигателем), у вас будет много места для головы. Этот фанат – звезда шоу, когда дело доходит до создания тяги. «Поскольку 777x был больше, нам нужен был двигатель, который обеспечивал бы уровень тяги, который требовал авиаконструктор, – говорит Доннеллан, имея в виду Boeing, – но с гораздо более эффективными характеристиками».

«Чтобы добиться этого с турбовентиляторным двигателем, – добавляет он, – вам нужно сделать вентилятор большего размера».

GE провела испытания двигателя на кастомном Боинге 747-400;  это справа.

GE провела испытания двигателя на кастомном Боинге 747-400; это справа. (GE Aviation /)

16 лезвий

Изогнутых лопастей из углеродного волокна, составляющих вращающийся вентилятор, стало меньше, чем раньше. Предки двигателя, GE90 и GENX, использовали 22 или 18 лопастей. Эти новые могут производить больше подъемной силы, и это благодаря изменениям в дизайне. «У него более широкая хорда – от передней до задней кромки», – говорит он. («Хорда» – это общий термин для измерения крыльев.) «У него немного больше скручивания в нужных областях, чтобы создать дополнительную подъемную силу, когда она нам нужна», – добавляет он. Он отмечает, что лопасти вентилятора похожи на крылья, вращающиеся в двигателях.

2400 градусов

Внутри двигатель становится очень жарким. Внутренние части турбовентиляторного двигателя сложны, но основные компоненты включают турбину низкого давления, турбину высокого давления, сердечник и компрессор. Воздух в компрессоре, как вы понимаете, сжимается. «Что вы пытаетесь сделать, так это снизить количество воздуха до минимального количества, самого маленького пакета, который вы можете», – говорит Доннеллан. «У вас сейчас много энергии в этой маленькой упаковке, а затем вы помещаете ее в камеру сгорания». Топливо входит в уравнение. «Вы зажигаете топливо, в результате чего этот маленький пакет воздуха становится очень большим, очень быстро и проходит через турбину высокого давления». Эта турбина собирает эту энергию, и часть этой энергии затем питает турбину низкого давления, которая приводит в действие вентилятор спереди.

Самая теплая часть двигателя – турбина высокого давления. «Это прямо за камерой сгорания», – говорит он. Чтобы справиться с этой температурой, которая примерно такая же горячая, как лава, если не больше, в двигателе используются композитные материалы с керамической матрицей. «Они могут выдерживать гораздо более высокие температуры, чем существующие сегодня металлические сплавы», – добавляет Доннеллан.

16 лопастей из углеродного волокна в вентиляторе создают тягу.

16 лопастей из углеродного волокна в вентиляторе создают тягу. (GE Aviation /)

Более 15 футов

На открытом воздухе вентилятор не крутится, как пропеллер. Он заключен в рамку. Круглый материал, который вы видите в передней части реактивного двигателя, известен как передний корпус вентилятора. Одна из целей этого футляра состоит в том, что он «закрывает» кончики лопастей вентилятора, чтобы обеспечить максимальную эффективность. Кроме того, в случае повреждения двигателя производитель двигателя хочет, чтобы обломки оставались внутри него, а не выбрасывались наружу. По оценке Доннеллана, размер корпуса вентилятора увеличивает размер двигателя примерно на 6 или 8 дюймов, а если учесть дополнительную деталь Boeing, называемую гондолой, размер всего двигателя составляет, по сообщениям, более 15 футов в поперечнике, что подтверждает GE. Это примерно длина Toyota Corolla.





Source link

от Rob Verger

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *