Bardziej wydajny silnik odrzutowy nabiera biegu

Silnik lotniczy wykorzystujący nowatorski system przekładni mógłby zmniejszyć zanieczyszczenie i zwiększyć efektywność energetyczną podróży lotniczych.

Zmiana biegów: Wentylator wlotowy i turbiny w silniku turbowentylatorowym PurePower mogą obracać się z różnymi prędkościami, co poprawia zużycie paliwa.

Amerykański producent silników Pratt i Whitney , który opracował silnik, podpisał umowę, w ramach której silnik powinien wejść do eksploatacji w 2016 roku w Airbusie A320 nowej generacji. Projekt obiecuje znaczne obniżenie poziomu hałasu i emisji podtlenku azotu oraz zmniejszenie zużycia paliwa nawet o 15 procent. Oszczędność paliwa powinna oznaczać, że każdy samolot będzie emitował o 3600 ton dwutlenku węgla mniej rocznie, mówi Tom Enders , CEO i prezes Airbusa .

Nowy system przekładni oddziela turbinę silnika, która obraca się wraz z przepływającym przez nią powietrzem, od dużego wentylatora wlotowego powietrza z przodu, umożliwiając pracę z optymalnymi prędkościami, mówi Graham Webb, główny inżynier w Pratt and Whitney's Next Generation Product. Grupa rodzinna w East Hartford, Connecticut.

Mówi się, że koncepcja przekładniowego turbowentylatora nie jest nowa Magdy Attia , inżynier lotnictwa na Uniwersytecie Lotniczym Embry-Riddle w Daytona Beach na Florydzie. Pierwsze projekty tego typu przekładni silnikowych sięgają lat 80-tych. Ale branża jest bardzo odporna na zmiany, mówi. Skrzynie biegów są ciężkie i znane z tego, że są bardzo problematyczne.

Jeśli problemy można przezwyciężyć, korzyści w postaci przyrostu wydajności powinny być znaczne, mówi Attia. Mówi, że inni producenci silników prawdopodobnie pójdą w ich ślady, opracowując własne systemy przekładni.

Nowy silnik opracowany przez Pratt and Whitney to turbowentylator. Podobnie jak inne silniki odrzutowe, spala paliwo podczas przepuszczania sprężonego powietrza; powstała mieszanka gazowo-powietrzna rozszerza się, aby wytworzyć ciąg. Ale w silniku turbowentylatorowym wentylator z przodu wymusza wolniej poruszające się powietrze wokół silnika i miesza je z szybszymi gorącymi gazami, aby wytworzyć dodatkowy ciąg.

Rzeczywiście, większość ciągu generowanego przez silnik turbowentylatorowy pochodzi z tego ominiętego powietrza. W związku z tym wymagany jest mniejszy silnik odrzutowy, dzięki czemu spalane jest mniej paliwa. Przestrzeń wokół silnika pomaga również zmniejszyć hałas.

Wielkość komory wokół silnika w stosunku do samego silnika nazywana jest współczynnikiem obejścia. Trend w nowoczesnych silnikach polega na coraz wyższym współczynniku obejścia, ponieważ są one bardziej wydajne, mówi Attia. Obecnie średni stosunek wynosi około 8:1. System przekładni pozwala na przełożenie w nowym silniku na 12:1.

Wentylatory wlotowe z przodu silników turbowentylatorowych są napędzane przez turbiny, które są obracane przez strumień spalanego gazu i powietrza. Nowy silnik pozwala wentylatorowi wlotowemu obracać się z jedną trzecią prędkości turbiny, poprawiając wydajność napędu. Dzięki temu zarówno [turbina, jak i wentylator wlotowy] mogą pracować z optymalnymi prędkościami, mówi Webb.

Konstrukcja pozwala również na uproszczenie innych elementów silnika. Udało nam się usunąć kilka niskociśnieniowych stopni turbiny i dwa niskociśnieniowe stopnie sprężarek, mówi Webb. To daje ponad 1500 mniej profili w silniku, co znacznie obniża koszty obsługi dla linii lotniczych.

Pratt and Whitney od 2008 roku testuje demonstracyjny silnik turbowentylatorowy z przekładnią i wykonał ponad 75 godzin lotów testowych. W ciągu najbliższych dwóch lat 15 silników zostanie poddanych testom, a ich certyfikacja spodziewana jest pod koniec 2012 roku.

ukryć