据航空周刊网站2019年2月25日报道,罗罗公司已开始对一种改进型遄达1000发动机进行地面试验。此发动机的风扇叶片和风扇机匣皆由复合材料制成,它标志着该公司朝着开发下一代齿轮传动超扇发动机迈出了关键的一步。
总体试验标志着先进低压系统(ALPS)技术验证项目的结束。至今,该项目已经分别对碳钛(CTI)风扇叶片和复合风扇机匣进行了单独验证。采用更轻的复合材料对于较大超扇系列发动机是必要的,在相同的相对推力下,这种发动机将比现有发动机具有更大的风扇直径尺寸以及15:1或更高的涵道比。复合材料风扇和机匣将有效降低大型超扇发动机的重量。先进低压系统以及低速风扇台架试验数据将用于超扇验证机设计。
尽管罗罗公司于2月28日宣布不参加波音公司的新中型客机的市场竞争,超扇验证机仍计划于2021年进行地面试验。验证机的风扇直径可能会达到3.56m,而现今世界上最大的发动机GE9X风扇直径是3.4m。在大型双发飞机上,罗罗公司预计先进低压系统技术将使每架飞机重量降低680kg。
“我们将了解颤振和振动模式的复杂性,因为叶片和机匣之间的相互作用可能会有所不同。我们还将研究叶尖间隙以及它随温度和速度的变化。”Curnock表示。2014年在亚利桑那州图森公司的飞行试验台上,用安装了传统钛风扇机匣的遄达1000发动机对碳/钛风扇叶片性能进行了评估。
验证试验预计将持续大约一个月的时间,其中还包括在旋转试验台上测试被模拟鸟撞损坏的单个叶片性能。“罗罗公司不会进行全面的鸟撞试验,而是采用那些受损的叶片,将它们插入发动机查看它们在风扇组中的表现。”Curnock说。
“鸟撞试验最困难的一件事情是有些叶片损坏,有些叶片没有损坏。这样会导致气流不均匀,造成不平衡。所以我们需要了解它在系统中的工作原理。通常情况下,鸟撞最大的挑战不是实际冲击,而是风扇减速,然后再运转。”他补充道。
ALPS的结果将直接应用到超扇验证机风扇设计中。该风扇的设计基于空气动力学数据,这些数据是从德国航空试验(AeroTest)场地进行的一系列缩比低速风扇台架试验中获得的。“测试倾向于保持风扇叶片叶尖切线速度不变,在声速/跨声速区域运行。如果增加直径并保持相同的叶尖切线速度,叶片旋转速度会下降”。Curnock表示。
“较低的风扇转速意味着不同的空气动力学特性。因此,罗罗公司正在做的一件事情是低速风扇测试。我们最近在一个缩比台架上完成了第五代风扇设计的评估,结果和预测的一样,这是我们所希望的,因为它校准模型。”Curnock表示,该试验对直径88.9cm的金属风扇级进行了测试,其叶片形状与复合材料设计一样,试验包括评定各种风扇构型的颤振、气动性能和可操作性裕度。
(翻译:周阳,审稿:桑芙云、修娟)