Rolls-Royce RB.80 Conway

Rolls-Royce RB.80 Conway
(karakter. Conway RB.80 RCo.12)
Motor görünümü
Bir RCo.17 Mk.201.
inşaatçı Rolls-Royce Sınırlı
İlk uçuş 1984
kullanmak • Boeing 707-420
• Douglas DC-8-40
• Handley Sayfası Victor B.2
• Vickers VC10
özellikleri
Tür Çift gövdeli turbofan
uzunluk 3.409 mm
Çap 960 mm
kitle 2000 kg
Bileşenler
Kompresör • 7 LP aşaması
• 9 HP aşaması
yanma odası 10 ayrı alev tüpünden oluşan halka şeklinde (“  kanüllü yanma odası  ” tipi)
türbin • 2 LP aşaması
• 1 HP aşaması
Performanslar
Maksimum kuru itme 76,3 kN
seyreltme oranı 0.25
Ağırlık / İtme Oranı 26,21 kg / kN

Rolls-Royce RB.80 Conway dünyanın ilk oldu turbofanının (veya “turbofan”) hizmete girmesi. Tasarımı başlayan olmuştu Rolls-Royce Limited içinde 1940 ama geç arasındaki tek kısaca kullanılmıştır 1950 ve erken 1960'ların hızla diğer daha modern ve verimli turbofan yerini önce.. Handley Page Victor , Vickers VC10 , Boeing 707-420 ve Douglas DC- 8-40'ın çeşitli versiyonlarına güç sağladı . "Conway" adı , inşaatçının jet motorlarına İngiliz su yolu adları verme uygulamasını takiben, Kuzey Galler'deki Conwy Nehri'nin adından türetilmiştir .

geliştirme

bağlam

İlk turbojetlerde , egzoz gazları etkili bir itiş gücü üretemeyecek kadar sıcak ve hızlıydı. Bu “boşa harcanan” enerjinin bir kısmını almanın motorun verimliliğini artırması ve yakıt tüketimini azaltması gerekiyordu. Bu enerjiyi yakalamak ve bir pervaneyi sürmek için bir dizi ek türbin aşaması kullanan turboprop bariz bir örnektir . Bununla birlikte, bir pervanenin verimliliğinde, bir uçağın ileri hızına kıyasla bir sınırlama vardır. Turboprop motorlar verimli motorlar iken, ancak hızı 800 km/s'yi geçmediği takdirde verimlidirler . Bu, düşük hızlı turboprop motorun yüksek verimliliği ile yüksek hızlı turbojet motorunun verimliliği arasında doldurulması gereken bir boşluk olduğu ve bu sorunu çözmek için henüz bir çözüm bulunmadığı anlamına geliyordu. 720 ile 1100 km/s arasında yer alan bu hız aralığı, ticari uçakların çoğunluğunun çoğu zaman çalıştığı kesin uçuş zarfıydı .   

İkincil akışın temel kavramı (  İngilizce'de " bypass " olarak anılır  ) aslında turbojet motorunun tasarımının ilk günlerinden beri çalışılmıştı. Bu nedenle, Alan Arnold Griffith , daha 1930'larda , o ve Hayne Constant , Kraliyet Uçak İşletmesi'nde eksenel akı reaktörlerini çalıştırmak için çalışırken , türev akı motorlarına ilişkin birçok konsept önermişti . Power Jets şirketi ve baş mühendisi Frank Whittle da yan akışlı çeşitli konfigürasyonlar üzerinde çalışmıştı. Ne yazık ki, İkinci Dünya Savaşı ve onun acil malzeme ihtiyaçları, bu motorların tasarımını ikinci sınıf faaliyetlere havale etmek zorunda kaldı ve daha az verimli ama çok daha kolay ve hızlı operasyonel hizmete sokmak için temel turbojetlerin kullanımını tercih ettiler. . Savaşın sonu öncelikleri önemli ölçüde değiştirdi ve 1946'da Rolls-Royce, Rolls-Royce Avon gibi mevcut motorların, turbofan motoru gibi yeni konseptler üzerinde çalışmalara başlamaya karar verebilecek kadar gelişmiş olduğunu kabul etti.

"Turbofan" (ancak bazen Fransızca'da "turbosoufflante" olarak anılır) olarak adlandırılan bu motor tipinde, kompresörden gelen havanın bir  kısmı, motorun "Kalp" olarak da bilinen sıcak orta kısmını atlar ("  bypass ") (yanma odaları ve türbinlerden oluşur) ve ana akışa paralel bir ikincil kanal izleyerek doğrudan motorun arkasından boşaltılır. Bu ikincil akışın soğuk, düşük hızlı havası, ana akışın çok sıcak ve hızlı havasıyla karşılaştığında, motor verimliliğini önemli ölçüde artıran bir seyreltme olgusu sayesinde itme kuvvetinde güçlü bir artış meydana gelir. Bir diğer önemli fayda, reaktör çekirdeğinden gelen sıcak gazların akışının, soğuk havadan oluşan bir "tüp" ile çevrelenmesi ve çok daha yavaş bir hızda hareket etmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır; bu, ses yalıtımı görevi görür ve önemli ölçüde motor tarafından üretilen gürültü tarafından azaltılır. . Bu parametre, mevcut sivil havacılık alanında giderek artan bir öneme sahiptir. Rolls-Royce bu sistemi “olarak belirlenmiş olan  Bypass turbojet  “baypas turbojet”olarak tercüme edilebilir”, ama neredeyse sadece kullanılan kalır Fransızca terim “çift akışlı turbojet” dir.

Griffith, Avon'dan ve başka bir deneysel motor olan Rolls-Royce AJ.25 Tweed'den alınan parçaları kullanarak tamamen deneysel bir turbofan motoru oluşturmayı önerdi . Nisan 1947'de 22 kN'lik bir prototip  önerildi, ancak daha büyük bir konsepte dönüşecek şekilde değiştirildikten sonraki aylarda , Mk sürümünün donatılması için bir motor talebine yanıt olarak 41 kN'lik bir itme gücü üretti  . Vickers Valiant bombardıman uçağının alçak irtifası . Bu daha büyük motorun üretimi için yeşil ışık Ekim ayında RB.80 adı altında verildi .

İlk modeller

Geliştirme sırasında, birkaç yıl sonra standart olacak bir özellik ekleyerek orijinal konsepti daha da geliştirmeye karar verildi:  İngilizce'de " iki spool kompresör " olarak adlandırılan çift  varil kompresör . İlk motorlar tipik olarak, tek bir şaftla bir veya daha fazla türbin aşamasına bağlanan bir dizi kompresör aşamasından oluşuyordu ve brülörler iki parça arasına şaftın etrafına yerleştirilmişti. Bu düzenleme oldukça basit olmasına rağmen kompresörün verimini düşürme dezavantajını oluşturmaktadır. Bir uçak pervanesi gibi kompresör kademeleri, girişte kendilerine uygulanan basınçla doğrudan ilişkili çok belirli bir dönüş hızında maksimum verim sağlar (ilk kademe için atmosferik basınç, aynı zamanda sıfır kademe olarak da bilinir ). Mantıksal olarak ideal kompresör, motora mümkün olan en iyi performansı vermek için her kademenin kendi hızında dönmesini ister, ancak pratikte bu gerçekleşme imkansızdır. Ancak Rolls-Royce, bu fikri en iyi ihtimalle bir uzlaşma olan çift namlulu kompresör kullanarak uyguladı. İlk olarak Rolls-Royce Olympus'ta kullanılan kompresör, her biri maksimum verimliliğine yakın bir hızda çalışan ve her biri bağımsız bir koaksiyel şaft kullanan ayrı türbin grupları tarafından çalıştırılan iki gruba ayrıldı. Günümüzde ikili hatta üçlü gövde sistemleri sıradan hale gelmiştir. Bununla birlikte, daha fazla sayıda gövdeye sahip kavramların üretilebileceğini hayal etmek zordur, çünkü mekanik karmaşıklıkları üstesinden gelinmesi zor bir problem haline gelecektir.

Bu nedenle üretilen motor, iki kademeli bir türbin tarafından tahrik edilen dört kademeli bir düşük basınçlı kompresöre ve iki kademeli bir türbin tarafından tahrik edilen sekiz kademeli bir yüksek basınçlı kompresöre sahipti. Şimdi Tedarik Bakanlığı RCo.2 tarafından verilen isim altında bilinen bu motorun tasarımıOcak 1950, ve ilk kopya ilk kez Temmuz 195244 kN üretilen bir itme ile  . Buna paralel olarak Pathfinder ( düşük irtifada Vickers Valiant ) terk edilmişti ve üretilen bu ilk kopya aynı zamanda son kopya olacaktı. Ancak, bu çalışma motoru verimli çıktı ve kanıtlamıştır "  operasyonel ömrünün 133 saatlerinde mükemmel performans vardı  " .

Bununla birlikte, RCo.2 üzerindeki çalışmalar, çalışmaya başladığında hızla tekrar rayına oturtuldu. Ekim 1952Kraliyet Hava Kuvvetleri Rolls-Royce şevki için sözleşme verildiğini Vickers V-1000 , izin vermekti büyük stratejik jet nakliye uçakları V- bombardıman kuvvet savaş alanında desteklenecek aracılığıyla hava yoluyla sağlaması. Vickers ayrıca bu temel uçağın VC-7 olarak adlandırılacak bir yolcu versiyonunu geliştirmeyi planladı. V-1000 daha büyük bir de Havilland Comet'e benziyordu , ancak Valiant'ın kanat düzenini aldı ve ona çok açılı bir patlama ekledi (İngiliz tasarımlarında günün modası). Ayrıca, Comet'in kanatlarına entegre edilmiş motorlarla olan düzenlemeyi de kullandı; bu, azaltılmış kesitli motor seçimini zorunlu kıldı ve daha sonra teorik maksimum seyreltme oranlarını da sınırladı. Ayrıca 100 tonluk boş ağırlığı ile uçak daha yüksek güçlü motorlara ihtiyaç duyuyordu ve Rolls bu talebe daha büyük ve daha güçlü olan RCo.5'i geliştirerek yanıt verdi .

Bu yeni motor, yalnızca ayrıntılardaki farklılıklarla birlikte, çoğu yönden RCo.2'ye benziyordu. Alçak basınçlı kompresörün şimdi altı aşaması vardı ve yüksek basınçlı kompresörün sırasıyla iki ve bir türbin aşaması tarafından tahrik edilen dokuz aşaması vardı. İlk RCo.5 Temmuz 1953'te piyasaya sürüldü ve Ağustos 1955'te güç sertifika testlerinden geçerek 58 kN'lik bir itme gücü geliştirdi  . Aynı zamanda, 1955 yazında, V-1000 prototipinin yapımı, Vickers Armstrong'un Wisley'deki atölyelerinde tamamlanmaktan çok uzaktı ve proje iptal edildi. V bombardıman uçaklarını Birleşik Krallık dışına yerleştirme fikrini aklındaki ikincil fikirle , hükümet V-1000 kullanmanın yararlarından şüphe etmeye başladı ve kolay çıkış yolu projeden tamamen vazgeçmekti.

Üretim versiyonları

Conway fırsat gücüne B.2 versiyonu kendini sundu kez daha, terk kurtuldu Handley Page Victor bombacısı , yeni motor yerine Sapphire eski sürümleri. Bu sözleşme için Rolls-Royce, 64kN itiş gücü üreten  ve ilk kez Ocak 1956'da piyasaya sürülen RCo.8 adında daha da büyük bir motor tasarladı . Rolls-Royce bir talep aldık sonra ancak RCo.8 hızla kenara konuldu Trans-Canada Hava Yolları yükleme fikrini keşfetmeye (TCA) Conways üzerinde Boeing 707 ve Douglas DC-8 , aynı zamanda vardı bir fikir bu uçakların iki üreticisini ilgilendirdi. Rolls-Royce, motorunun daha da güçlü bir versiyonunu, 73 kN itme gücüne sahip  RCo.10'u , hemen ardından Victor için aynı güçteki RCo.11'in askeri versiyonunu sunarak yanıt verdi . Yeni motor, gaz akışını daha da artıran düşük basınçlı kompresörün önünde yeni bir “sıfır aşaması” (dışarıdan görülebilen ilk motor aşaması) olması bakımından RCo.8'den farklıydı. motor çekirdeğinin etrafında. RCo.10 ilk olarak bir Avro Vulcan'da uçtu .9 Ağustos 1957, ardından bir Victor le'de RCo.1120 Şubat 1959.

Boeing işletme hesaplanmıştır olan Conway bir olsa bile, sınırlı bypass için motorların "kanatları" montaj aralığı arttıracaktır ve 707-420 707-320 kıyasla,% 8, özdeş ancak tek akışlı Pratt & Whitney JT4A (J75) turbojetler tarafından desteklenmektedir . İçindeMayıs 1956TCA şirketi Conway motorlu DC-8'leri sipariş etti, ardından Alitalia ve Canadian Pacific Airlines'dan siparişler verirken, "707 Conway" BOAC , Lufthansa , Varig ve Air India şirketleri tarafından sipariş edildi . RCo.10'un gelişimi o kadar iyi gitti ki, test için az miktarda motor teslim edildikten sonra , tasarlanan, üretilen ve üretilen 76,3 kN itme gücüne sahip  RCo.12'de müteakip teslimatlar yapıldı , uçak gövdeleri tamamlanmadan önce test edildi. . Bu modellerde ayrıca, motorun ürettiği gürültüyü azaltmak için haç biçiminde bir egzoz ve %50'ye kadar ileri itme sağlayabilen itme tersleri vardı .

Rolünde çok etkili olmasına rağmen, Conway ile birlikte 707 ve DC-8'in yalnızca 69 kopyası üretildi , bunun başlıca nedeni ABD'nin ilk üretim turbofanlarının , özellikle Pratt & Whitney JT3D'nin piyasaya çıkmasıydı . Conway'in kendi alanında çok verimli olduğu ve 10.000 saate kadar servis aralıklarıyla kullanım için onaylanan ilk aero motor olduğu gerçeği devam ediyor .

Rolls-Royce, Conway üzerinde çalışmaya devam etti ve RCo.15 versiyonunu yarattı . RCo.12'ye benziyordu, ancak daha büyük bir sıfır aşamasına ve buna bağlı olarak genişletilmiş bir kaportaya sahipti. Bu, yakıt tüketimini %3 azaltırken, itiş gücünü 82 kN değerine çıkardı  . Ancak bu iki versiyonun genel tasarımı neredeyse aynıydı, öyle ki RCo.12, uzun bakım aşamaları sırasında RCo.15'e kolayca yeniden inşa edilebilirdi.

Son sürümler

Conway'in en son gelişimi, özellikle Vickers VC10 için tasarlanmış RCo.42 idi . O zamana kadar kanatla entegre motorlara olan ihtiyaç uzun süredir terk edildiğinden, Rolls-Royce üfleyicilerinin boyutunu önemli ölçüde artırdı ve bu da akış sapmasını ilk günlerde sadece %25 oranında artırdı. Bu motorların üretimi. Bu modifikasyon, itmenin 90.1 kN değerine ulaştığını gördü  . İlk olarak Mart 1961'de başlatılan bu motor , tüm VC-10 filosunu hizmete sokarak en başarılı Conway oldu , ikincisi biraz gelişmiş bir RCo.43 versiyonunu aldı .

özellikleri

RCo.12 Conway , %25 civarında düşük seyreltme oranına sahip bir turbofan eksenel akış motoruydu. İlk altısı alüminyum ve yedincisi titanyum olmak üzere 7 kademeli bir düşük basınçlı kompresöre sahipti . Arkasında, ilk 7'si titanyum ve son ikisi çelik olan 9 kademeli yüksek basınçlı kompresör vardı . Yan akış kaplaması da titanyumdan yapılmıştır. Yanma odası  , " kanüllü yakıcı  " olarak adlandırılan ortak bir dairesel hacmin içine yerleştirilmiş 10 alev tüpünden ("  alev kutuları ")  oluşuyordu . HP kompresör aşamaları, kompresörden gelen basınçlı taze hava ile havalandırılan içi boş kanatlar kullanan tek kademeli bir türbin tarafından tahrik edildi. Bu türbini, LP kompresörü ve üfleyiciyi çalıştıran başka bir iki aşamalı takip etti. Aksesuarlar, tertibatın çapındaki artışı sınırlamak için motorun ön tarafına yerleştirildi.

Motor, 76,3 kN'lik bir kalkış itişi üretti ve kalkışta  0,712 ve seyir hızında 0,87 özgül yakıt tüketimine sahipti .

Gelen 1968 bıçakları olan bir fan Hyfil olarak karbon fiber , ilgili işlem konulmuştur Conway VC-10 işletme tarafından kullanılan BOAC .

Sürümler

Uygulamalar

Ekrandaki kopyalar

Korunmuş motorlar aşağıdaki yerlerde sergilenmektedir:

Notlar ve referanslar

  1. (içinde) "  Aero Engines 1954  " , Flight dergisi , Flight Global / Archives, Vol.  65, n o  23599 Nisan 1954, s.  449 ( çevrimiçi okuyun [PDF] ).
  2. (içinde) Kay 2007 , s.  113.
  3. (içinde) Kay 2007 , s.  114.
  4. (in) "  Rolls-Royce Conway  " , MEMIM Ansiklopedisi ( 19 Mart 2016'ya erişildi ) .
  5. (içinde) "  Conway: İlk Rolls-Royce turbojet geçişinin evrimi  " , Flight dergisi , Flight Global / Archives, Cilt.  77, n o  2653,15 Ocak 1960, s.  77 ( çevrimiçi okuyun [PDF] ).
  6. (in) "  Motorlar  " , Flight dergisi , Flight Global / Archives, Vol.  94, n o  3107,26 Eylül 1968, s.  481 ( çevrimiçi okuyun [PDF] ).

Şuna da bakın:

İlgili Makaleler

bibliyografya

Makale yazmak için kullanılan belge : Bu makale için kaynak olarak kullanılan belge.

Nesne