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RR公司3轉(zhuǎn)子民用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展思路

2014-12-27 02:09張德志黃愛華
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2014年3期
關(guān)鍵詞:壓氣機(jī)部件布局

徐 雪,張德志,黃愛華

(1.中航工業(yè)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所,沈陽110015;2.成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院,成都610100)

RR公司3轉(zhuǎn)子民用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展思路

徐 雪1,張德志1,黃愛華2

(1.中航工業(yè)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所,沈陽110015;2.成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院,成都610100)

為了探尋RR公司在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中的技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展思路,對(duì)該公司3轉(zhuǎn)子民用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展歷程和市場(chǎng)情況以及發(fā)展的外部條件進(jìn)行了簡(jiǎn)要回顧分析。介紹了RR公司3轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布局方案,并通過對(duì)波音787客機(jī)所使用的典型3轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的對(duì)比,分析了3轉(zhuǎn)子布局技術(shù)特點(diǎn)。歸納總結(jié)出RR公司3轉(zhuǎn)子民用發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)發(fā)展思路的特點(diǎn):大膽嘗試、緊扣市場(chǎng)、低壓部件與核心機(jī)協(xié)調(diào)發(fā)展和應(yīng)用縮放技術(shù)。

3轉(zhuǎn)子民用發(fā)動(dòng)機(jī);渦扇發(fā)動(dòng)機(jī);羅羅公司;技術(shù)發(fā)展思路

0 引言

英國(guó)的Rolls-Royce公司(以下簡(jiǎn)稱RR公司)作為1家百余年歷史的跨國(guó)公司,在世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域占據(jù)著重要1席之地[1]。3轉(zhuǎn)子民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱3轉(zhuǎn)子民機(jī))及其衍生產(chǎn)品是該公司的支柱產(chǎn)品,不僅在技術(shù)上獨(dú)樹一幟,而且占有巨大市場(chǎng)。RR公司也憑借3轉(zhuǎn)子布局的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì),走出了1條穩(wěn)健的技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展道路,在有限的支持下實(shí)現(xiàn)了在該領(lǐng)域內(nèi)由弱到強(qiáng)的快速發(fā)展。

國(guó)內(nèi)對(duì)于RR公司這種發(fā)展方式的關(guān)注隨著RB211系列和Trent系列發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)就已經(jīng)開始,本文從技術(shù)特點(diǎn)和產(chǎn)品發(fā)展2個(gè)角度結(jié)合分析,以期更全面了解RR公司的技術(shù)發(fā)展思路。

1 主要產(chǎn)品線和研制歷程

RR公司對(duì)于3轉(zhuǎn)子總體布局的探索始于20世紀(jì)60年代的“Trent”3轉(zhuǎn)子技術(shù)驗(yàn)證機(jī);在70年代初開始研制RB211系列發(fā)動(dòng)機(jī),包括3個(gè)子系列-22、-524和-535;在80年代末開始研制Trent系列發(fā)動(dòng)機(jī),最初是RB211-524系列的1個(gè)發(fā)展型(開始命名為RB211-524L),后由于改動(dòng)較大而重新命名,回歸到技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的名稱,共有6個(gè)子系列,按照時(shí)間順序?yàn)?700、800、500、900、1000 和 -XWB。上述產(chǎn)品的基本情況見表1,Trent系列發(fā)動(dòng)機(jī)的的主要市場(chǎng)情況見表2。

除航空發(fā)動(dòng)機(jī)外,RR公司還利用RB211系列和Trent系列發(fā)動(dòng)機(jī)的成熟核心機(jī)衍生發(fā)展了RB211和Trent60等工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)以及WR21和MT30等艦船燃?xì)廨啓C(jī)[2],也達(dá)到了很高的技術(shù)水平并取得了商業(yè)成功,例如:MT30燃?xì)廨啓C(jī)目前廣泛應(yīng)用于西方新一代戰(zhàn)艦,Trent60燃?xì)廨啓C(jī)則是世界上不使用間冷回?zé)岣脑斓暮礁娜細(xì)廨啓C(jī)中功率等級(jí)最高的產(chǎn)品。上述產(chǎn)品的發(fā)展歷程如圖1所示。

表1 3轉(zhuǎn)子民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)和改進(jìn)

表2 Trent系列發(fā)動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)份額[4]

圖1 RR 公司基于3轉(zhuǎn)子技術(shù)的產(chǎn)品線

2 3轉(zhuǎn)子布局的技術(shù)特點(diǎn)

3轉(zhuǎn)子布局的基本思想是:采用3個(gè)機(jī)械上獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,使發(fā)動(dòng)機(jī)中每個(gè)葉片機(jī)部件均在各自最合適的轉(zhuǎn)速下工作,從而提高效率、充分發(fā)揮作功能力。目前在RR公司之外采用3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)布局的廠商還有烏克蘭的伊夫琴科-進(jìn)步設(shè)計(jì)局,其代表產(chǎn)品為D-18系列和D-36系列大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。2家單位的3轉(zhuǎn)子基本布局一致,但具體結(jié)構(gòu)差異很大。

2.1 總體布局簡(jiǎn)介

以Trent500發(fā)動(dòng)機(jī)為例,整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)由單級(jí)風(fēng)扇、8級(jí)中壓壓氣機(jī)、6級(jí)高壓壓氣機(jī)、短環(huán)形主燃燒室、單級(jí)中壓渦輪、單級(jí)低壓渦輪、6級(jí)低壓渦輪以及相應(yīng)的支承機(jī)匣、附件傳動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安裝結(jié)構(gòu)等組成。典型的RR公司3轉(zhuǎn)子總體結(jié)構(gòu)布局如圖2所示。

圖2 典型的RR公司3轉(zhuǎn)子總體結(jié)構(gòu)布局[3]

整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)由8個(gè)單元體構(gòu)成,分別為:風(fēng)扇轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇機(jī)匣、中壓壓氣機(jī)、中介機(jī)匣、高壓轉(zhuǎn)子(包括高壓壓氣機(jī)、燃燒室和高壓渦輪)、中壓渦輪(包括高/中壓渦輪間承力機(jī)匣)、低壓渦輪(包括渦輪后機(jī)匣)、附件機(jī)匣的單元體。典型的RR公司轉(zhuǎn)子單元體劃分如圖3所示。

由于采用了3個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)子,3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)布局的轉(zhuǎn)子支承、載荷傳遞、聯(lián)軸器、支點(diǎn)潤(rùn)滑和空氣系統(tǒng)等方面都比雙轉(zhuǎn)子布局復(fù)雜許多。以Trent1000和GEnx-1B發(fā)動(dòng)機(jī)為例,二者均配裝波音787飛機(jī),推力量級(jí)、外廓尺寸、燃油經(jīng)濟(jì)性和壽命等關(guān)鍵指標(biāo)基本一致,其轉(zhuǎn)子支承形式的對(duì)比如圖4所示。

圖3 典型的RR公司3轉(zhuǎn)子單元體劃分[5]

圖4 Trent1000與GEnx-1B發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子支承形式對(duì)比

(1)Trent1000發(fā)動(dòng)機(jī)采用4個(gè)承力機(jī)匣和8個(gè)轉(zhuǎn)子支點(diǎn),高、中、低壓轉(zhuǎn)子的支撐形式分別為1-0-1、1-2-0和0-2-1,而且在中、低壓轉(zhuǎn)子之間采用1個(gè)中介球軸承傳遞軸向載荷[6];

(2)GEnx-1B 發(fā)動(dòng)機(jī)采用3個(gè)承力機(jī)匣和5個(gè)轉(zhuǎn)子支點(diǎn),高、低壓轉(zhuǎn)子的支撐形式分別為1-0-1和0-2-1[7]。

2.2 3轉(zhuǎn)子布局的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

迥然不同的結(jié)構(gòu)為3轉(zhuǎn)子布局帶來了許多獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)在如下2個(gè)方面。

2.2.1 氣動(dòng)性能方面

以Trent500推力級(jí)別的3轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)為例,3個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分別約為3000(低壓)、8000(中壓)和13000 r/min(高壓),在這種轉(zhuǎn)速下中壓壓氣機(jī)的平均線速度和作功能力與高壓壓氣機(jī)的基本相當(dāng)。因此由中壓部件、高壓部件和主燃燒室構(gòu)成的雙轉(zhuǎn)子核心機(jī)在壓縮能力上比通常的單轉(zhuǎn)子核心機(jī)更具優(yōu)勢(shì)。仍以Trent1000和GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)的對(duì)比為例:Trent1000發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)總級(jí)數(shù)為14級(jí),總壓比約為32.5,平均級(jí)壓比為1.282;而GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)總級(jí)數(shù)為10級(jí),總壓比為23.0,平均級(jí)壓比1.368??梢?轉(zhuǎn)子布局可以降低核心機(jī)壓縮部件的氣動(dòng)設(shè)計(jì)難度,提高其增壓和作功能力。

盡管在雙轉(zhuǎn)子大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中,通常設(shè)計(jì)有由低壓轉(zhuǎn)子帶動(dòng)的增壓壓氣機(jī)來提高核心氣流的流量和壓比,但由于受低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的制約,增壓壓氣機(jī)的線速度遠(yuǎn)低于高壓壓氣機(jī)的,限制了增壓級(jí)的壓縮能力,所以3轉(zhuǎn)子布局發(fā)動(dòng)機(jī)的總壓比也有優(yōu)勢(shì)。

同時(shí),由于3轉(zhuǎn)子的中壓和高壓壓氣機(jī)的平均線速度相當(dāng),中壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)之間的壓比分配就可以根據(jù)中壓和高壓渦輪的負(fù)荷情況進(jìn)行調(diào)節(jié)二者間的壓比分配就可以根據(jù)中壓和高壓渦輪的負(fù)荷情況進(jìn)行調(diào)節(jié),這使得高壓和中壓渦輪設(shè)計(jì)上具有更大的自由度,使其可以采用更加簡(jiǎn)單的單級(jí)設(shè)計(jì)同時(shí)保證高效;相比之下雙轉(zhuǎn)子布局受增壓級(jí)壓縮能力的限制,核心機(jī)氣流的壓比更多的分配在高壓壓氣機(jī)上核心機(jī)氣流的壓比更多地分配在高壓壓氣機(jī)上,導(dǎo)致了高壓壓氣機(jī)負(fù)荷重設(shè)計(jì)難度大,同時(shí)還必須采用復(fù)雜且沉重的雙級(jí)高壓渦輪。

2.2.2 結(jié)構(gòu)布局方面

3轉(zhuǎn)子總體結(jié)構(gòu)布局比雙轉(zhuǎn)子的更加復(fù)雜,但是這種復(fù)雜并非只有缺點(diǎn),具體表現(xiàn)在:

(1)3轉(zhuǎn)子布局可以使每個(gè)大部件都相對(duì)簡(jiǎn)單而緊湊,這不僅使整機(jī)質(zhì)量更輕、尺寸更小,也使單個(gè)部件的縮放設(shè)計(jì)和技術(shù)升級(jí)更為簡(jiǎn)單;

(2)由于低壓轉(zhuǎn)子不帶增壓級(jí),使得3發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子更為簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的更為簡(jiǎn)單,這也就方便了便于以其為基礎(chǔ)的航改燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)(如圖5、6所示[8])。

圖5 Trent800與MT30發(fā)動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)對(duì)比

圖6 Trent800與Trent60發(fā)動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)對(duì)比

總結(jié)氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)2方面特點(diǎn)可見,3轉(zhuǎn)子布局的最大的技術(shù)特點(diǎn)是提高結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以降低氣動(dòng)設(shè)計(jì)難度及提高氣動(dòng)性能。

3 RR公司技術(shù)發(fā)展思路分析

RR公司的2個(gè)3轉(zhuǎn)子民機(jī)產(chǎn)品系列在總體布局上一脈相承,只是在部件級(jí)數(shù)、流量等具體參數(shù)上略有差別。在過去的近40年時(shí)間里,RR公司僅使用同一總體布局,通過不斷提高部件的技術(shù)水平和能力,就使其產(chǎn)品的總壓比從約25提高到50,涵道比由4.3提高到11,產(chǎn)品推力級(jí)別從160 kN級(jí)到450 kN以上級(jí)。通過對(duì)其發(fā)展歷程的梳理和分析可知其發(fā)展思路有如下4個(gè)特點(diǎn)。

(1)大膽嘗試,堅(jiān)持選擇

對(duì)于3轉(zhuǎn)子技術(shù)的探索是RR公司根據(jù)自身特點(diǎn),在20世紀(jì)60年代開始進(jìn)行的1次揚(yáng)長(zhǎng)避短的大膽嘗試。RR公司在汽車制造和活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)制造等領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗(yàn),奠定了該公司在機(jī)械制造方面的深厚底蘊(yùn),這是該公司選擇3轉(zhuǎn)子技術(shù),以結(jié)構(gòu)復(fù)雜性換取氣動(dòng)性能的前提。

在“Trent”驗(yàn)證機(jī)取得成功之后,RR公司在大涵道比民機(jī)這個(gè)適合于3轉(zhuǎn)子的領(lǐng)域一直堅(jiān)持選擇,迅速地將其應(yīng)用到型號(hào)研發(fā)中形成RB211-22系列發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)RB211-22系列發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸成熟后,又不斷地通過部件升級(jí)改進(jìn)、衍生發(fā)展,形成了-524和-535子系列以及后來的“Trent”系列發(fā)動(dòng)機(jī)。

(2)緊扣市場(chǎng),小步快跑

RR公司3轉(zhuǎn)子民機(jī)的目標(biāo)市場(chǎng)是遠(yuǎn)程干線客機(jī),其中包括雙發(fā)雙通道遠(yuǎn)程干線客機(jī)和4發(fā)超巨型客機(jī)2個(gè)級(jí)別。根據(jù)波音公司2010年的市場(chǎng)預(yù)測(cè)報(bào)告,在未來20年中,雙發(fā)雙通道遠(yuǎn)程干線客機(jī)(如波音787和空客A350XWB)和4發(fā)超巨型客機(jī)(如波音747-8和空客A380)將分別占未來民用飛機(jī)市場(chǎng)總價(jià)值的45%和6%[9],由此帶來其配套發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大市場(chǎng)。尤其是前者所需發(fā)動(dòng)機(jī)更是3大發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商不遺余力爭(zhēng)奪的技術(shù)與市場(chǎng)的制高點(diǎn)。因?yàn)檫h(yuǎn)程雙發(fā)飛機(jī)不僅對(duì)于巡航燃油經(jīng)濟(jì)性和推力有著嚴(yán)格要求,還要達(dá)到“雙發(fā)客機(jī)單發(fā)延程飛行330min”(ETOPS 330)這樣苛刻的要求;因此,這一級(jí)別產(chǎn)品的附加值高,市場(chǎng)門檻也很高。而且一旦產(chǎn)品占領(lǐng)這個(gè)級(jí)別的市場(chǎng),就可以很容易由該產(chǎn)品衍生出推力較小的發(fā)動(dòng)機(jī)去占領(lǐng)4發(fā)超大型市場(chǎng),例如Trent500發(fā)動(dòng)機(jī)配裝空客A340-500/600客機(jī)和GEnx-2B發(fā)動(dòng)機(jī)配裝波音747-8客機(jī)。

由此可見,RR公司3轉(zhuǎn)子大渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)瞄準(zhǔn)的是少而精的高端市場(chǎng),而這個(gè)市場(chǎng)對(duì)于產(chǎn)品的技術(shù)要求更有利于發(fā)揮3轉(zhuǎn)子布局在高總壓比、高涵道比(核心機(jī)作功能力高)以及部件的縮放設(shè)計(jì)等方面的優(yōu)勢(shì)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是公認(rèn)的高技術(shù)、高投入和長(zhǎng)周期領(lǐng)域,新機(jī)的研發(fā)需要公司和國(guó)家長(zhǎng)期高強(qiáng)度的投資。RR公司雖然是渦噴和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的先驅(qū)之一,在技術(shù)上一直處于領(lǐng)先者和開創(chuàng)者的地位;但是,二戰(zhàn)后一直到20世紀(jì)六七十年代,該公司經(jīng)濟(jì)實(shí)力與其主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——美國(guó)GE公司和PW公司相比有著巨大差距。為了研制RB211-22發(fā)動(dòng)機(jī),RR公司甚至在1971年一度走到破產(chǎn)邊緣。同時(shí)英國(guó)在二戰(zhàn)之后也沒有充足的財(cái)力支持航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè),因此RR公司不能像美國(guó)同行那樣通過參與國(guó)家資助的研發(fā)計(jì)劃進(jìn)行新機(jī)的技術(shù)儲(chǔ)備,例如GE公司借助E3計(jì)劃發(fā)展出GE90系列發(fā)動(dòng)機(jī)[10]。

因此,RR公司的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展必須實(shí)現(xiàn)“有限目標(biāo)迅速完成”,每次只快速地邁一小步,提高部分部件的性能。這種“小步快跑”式的發(fā)展一方面降低了技術(shù)跨度帶來的風(fēng)險(xiǎn),另一方面開發(fā)時(shí)間短也削弱了市場(chǎng)的不確定性。

(3)“兩條腿走路”,協(xié)調(diào)發(fā)展

低壓部件和核心機(jī)“兩條腿交替前行”這條路線貫穿于RR公司3轉(zhuǎn)子民機(jī)的整個(gè)產(chǎn)品線之中,在“Trent”系列發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程中體現(xiàn)得更是淋漓盡致。

從“Trent”系列發(fā)動(dòng)機(jī)的第1個(gè)型號(hào)Trent700發(fā)動(dòng)機(jī)誕生開始的主要技術(shù)演變(圖1)如下:

a.以Trent700發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)不變,將風(fēng)扇直徑由247.4 cm增加到279.4 cm,相應(yīng)的涵道比由5提高到6,低壓渦輪增加1級(jí),部件效率有所提高,發(fā)展出Trent800發(fā)動(dòng)機(jī);

b.以Trent700發(fā)動(dòng)機(jī)直徑為247.4 cm的風(fēng)扇基本不變,將Trent800發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)按0.8倍縮小,并采用新的氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)核心機(jī)重新設(shè)計(jì)及提高核心機(jī)部件效率,使發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比由6提高到7.5,發(fā)展出Trent500發(fā)動(dòng)機(jī);

c.以Trent800發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)保持不變,采用新的氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)將Trent800發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇重新設(shè)計(jì),得到尺寸不變流量放大的復(fù)合彎掠風(fēng)扇,從而發(fā)展出Trent8104發(fā)動(dòng)機(jī)(該發(fā)動(dòng)機(jī)在競(jìng)爭(zhēng)中敗給了GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī),因此未完成適航取證);

d.將Trent8104發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合彎掠風(fēng)扇直徑279.4 cm增加至294.6 cm,將Trent500發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)放大,并將高、中壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向由同轉(zhuǎn)改為反轉(zhuǎn),進(jìn)一步提高部件效率,將涵道比提高至9左右,發(fā)展出Trent900發(fā)動(dòng)機(jī);

e.以Trent900發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)縮小設(shè)計(jì),著重改進(jìn)低壓部件,再增加1級(jí)低壓渦輪使涵道比達(dá)到11左右,調(diào)整附件傳動(dòng)方式,發(fā)展出Trent1000發(fā)動(dòng)機(jī);

f.以Trent1000發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)放大設(shè)計(jì),著重改進(jìn)核心機(jī),將中壓渦輪由1級(jí)改為2級(jí),同時(shí)優(yōu)化高、中壓壓氣機(jī)的壓比分配,提升核心機(jī)部件效率,發(fā)展出TrentXWB發(fā)動(dòng)機(jī)。

這個(gè)特點(diǎn)是“小步快跑”式發(fā)展的具體體現(xiàn),這種發(fā)展模式不僅使核心機(jī)和低壓部件協(xié)調(diào)發(fā)展,同時(shí)還賦予了RR公司3轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)較高的結(jié)構(gòu)繼承性,因此,其新研發(fā)動(dòng)機(jī)的初始可靠性較高,這一特點(diǎn)既應(yīng)對(duì)了高端市場(chǎng)的市場(chǎng)要求,又是表1中所列幾款新型客機(jī)首飛時(shí)都選擇RR公司3轉(zhuǎn)子的重要原因。

(4)縮放設(shè)計(jì),量身定制

縮放設(shè)計(jì)技術(shù)在其他發(fā)動(dòng)機(jī)公司中也有應(yīng)用,但應(yīng)用得如此頻繁卻不多見。一方面由于RR公司采用3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使其主要部件設(shè)計(jì)難度比較均衡,尤其是葉片機(jī)的級(jí)數(shù)比較少、負(fù)荷都比較小,較易實(shí)現(xiàn)單個(gè)部件的縮放設(shè)計(jì);另一方面,這種縮放設(shè)計(jì)可以為飛機(jī)提供尺寸、推力、質(zhì)量等指標(biāo)最適合的發(fā)動(dòng)機(jī)。掌握了這項(xiàng)技術(shù),就可以以較低的成本迅速地?cái)U(kuò)大產(chǎn)品線,占領(lǐng)市場(chǎng)。

RR公司的這種發(fā)展模式有別于GE公司和PW公司常用的發(fā)展思路,即通過比較長(zhǎng)時(shí)間的積累拿出新一代發(fā)動(dòng)機(jī)或核心機(jī),然后基本保持新機(jī)的硬件,采用不同的推力設(shè)定來滿足不同的客戶需求。應(yīng)該說,RR公司自身?xiàng)l件和市場(chǎng)決定了其發(fā)展模式,而且3轉(zhuǎn)子技術(shù)在這方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)也促成了RR公司這種發(fā)展模式。

4 總結(jié)

RR公司在技術(shù)上“揚(yáng)長(zhǎng)避短”,大膽探索并不斷發(fā)展了獨(dú)特的3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)布局,同時(shí)在產(chǎn)品上不斷順應(yīng)市場(chǎng)并“小步快跑”地?cái)U(kuò)大產(chǎn)品線,最終獲得了迅速發(fā)展。這種技術(shù)與發(fā)展思路雖然植根于RR公司當(dāng)時(shí)的條件與環(huán)境,但是也具有一定的借鑒意義,可以起到“他山之石”的作用。

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Introduction and Technology Development Thought of Tri-rotor Civil Turbofan Engine for RR Com pany

XU Xue1, ZHANG De-zhi2, HUANG Ai-hua2
(1.AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute,Shenyang 110015,China;2.Chengdu Aeronautic Polytechnic Academy,Chengdu 610100,China)

To seek the product and technique route in civil aeroengine field of RR company,the development process,market situation and external condition of RR company tri-rotor civilenginewere reviewed.The tri-rotor civilengine arrangementwere introduced.The technology characteristics of RR tri-rotor civil engine were analyzed by comparing the tri-rotor civil engine of B787 with twin-shaft engine.The characteristics of technology development ideas of RR company tri-rotor civil engine are summarized,which are outdare attempt,closing tomarket,coordinated developmentof low pressure componentand core engine and scaling technology application.

tri-rotor civil engine;turbofan;RR company;technology development thought

V235.13

A

10.13477/j.cnki.aeroengine.2014.03.018

2013-05-24

徐雪(1980),男,碩士,工程師,從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作;E-mail:xuxue_nwpu@hotmail.com。

徐雪,張德志,黃愛華.RR公司3轉(zhuǎn)子民用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展思路[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2014,40(3):85-89.XU Xue,ZHANG Dezhi,HUANG Aihua.Introduction and technology development thought of tri-rotor civil trurbofan engine forRR company[J].Aeroengine,2014,40(3):85-89.

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