罗罗齿轮传动开式转子发动机试验进展

本文介绍了罗罗公司齿轮传动开式转子发动机的研制计划和项目进展情况,同时分析了开式转子发动机的优缺点以及市场前景。     

开式转子发动机面临的竞争

罗罗公司针对下一代150座级飞机发动机的竞争，提出了不同于传统涡扇布局发动机的两种新方案“推进式”和“拉动式”的开式转子。目前，罗罗公司正在为究竟应该采用哪种结构更为合理而开展研究。作为罗罗在开式转子领域的竞争对手，GE和斯奈克玛公司也在紧锣密鼓地推进研制工作。     

开式转子发动机简介

概念:开式转子发动机采用一对相互反转的风扇,可以设计为拉动式或推进式。结构特点:开式转子发动机的最显著特点是可以获得超高涵道比,预计最高能达到35。由于去掉了发动机短舱,减小了阻力,预计相互反转的开式转子发动机可节省10%的燃油消耗。推进式开式转子发动机的设     

绿色动力:开式转子航空发动机

原油涨价和气候变暖促使民航发动机节油减排的研发步伐加快。本文分析了民航发动机大幅降低油耗和减少碳排放的技术途径,对开式转子发动机和涡扇发动机进行了分析对比。开式转子发动机不仅在节油减碳方面展示出明显优势,而且在降噪方面也已取得突破性进展,因而具有巨大的应用潜力。     

开式转子发动机研究进展

开式转子发动机以高推进效率、低燃油消耗率和低污染物排放的"一高两低"优势,成为经济友好型航空发动机的典型代表,是下一代民用飞机潜在的动力备选方案之一。本文主要从开式转子发动机总体性能仿真技术、对转桨扇设计技术、传动附件设计技术、部件及整机试验技术等四个方面,分析开式转子发动机研发历史及相关技术研究进展。结合国内开式转子发动机研究现状,梳理出开式转子发动机的发展脉络,归纳出开展开式转子发动机研究所涉及的关键技术,并对未来的研究重点和发展路线进行展望,以期为开式转子发动机相关技术的后续研究提供技术支持。     

涡桨发动机为开式转子发动机奠定基础

道蒂公司正在研制的先进螺旋桨方案通过修改叶片外形及叶片在轮毂上的排列方式,设定新的桨距破坏叶片通过频率以及采用复合材料叶片等方法,可显著降低推进系统的噪声。     

LEAP-X与开式转子：CFMI的平行发展战略

在CFMI公司于范堡罗航展上宣布启动LEAP-X发动机之前,业界基本认可了未来150座级商用飞机发动机将是开式转子与GTF之争这一预测。相比于普惠在GTF上的急切,GE和斯奈克玛在开式转子上显然要从容得多。淡定的背后是：他们至少有波音737数千架的储备订单保底,     

开式转子发动机齿轮传动系统设计技术研究

等速对转行星齿轮传动系统是对转风扇开式转子发动机的关键技术。与齿轮驱动单级风扇(GTF)发动机的行星齿轮传动系统相比较,该系统的结构更为复杂,工作条件更恶劣。本文以对转风扇开式转子发动机齿轮传动系统概念设计为基础,开展了行星齿轮传动系统初步设计、齿轮疲劳强度分析、行星轴承寿命分析和传动系统润滑设计技术研究,为开式转子发动机的发展提供参考。     

开式转子发动机已具备飞行试验技术条件

2013年11月5日，欧洲洁净天空联合技术计划中对转开式转子发动机方案研发团队声称，该发动机进入飞行试验阶段已经没有技术障碍，预计2016年初进行发动机地面试车，2019年进行飞行试验。     

开式转子发动机对转桨扇设计

高推进效率的对转桨扇是开式转子发动机最关键的部件之一。国外航空强国对其开展了大量的CFD计算分析及试验验证工作,优化气动性能,降低噪声等级,以满足适航标准;国内目前尚缺乏对开式转子对转桨扇设计技术和CFD分析的相关研究。本文在现有压气机设计技术的基础上,改进CFD设计分析方法,探索设计出开式转子发动机的对转桨扇,并进行了三维定常流场分析。通过与国外文献研究结果的分析对比,初步验证了本文设计和计算结果的合理性。     

RR公司3转子民用发动机技术发展思路

为了探寻RR公司在民用航空发动机领域中的技术和产品发展思路,对该公司3转子民用发动机产品的发展历程和市场情况以及发展的外部条件进行了简要回顾分析。介绍了RR公司3转子发动机的总体布局方案,并通过对波音787客机所使用的典型3转子发动机与双转子发动机的对比,分析了3转子布局技术特点。归纳总结出RR公司3转子民用发动机的技术发展思路的特点:大胆尝试、紧扣市场、低压部件与核心机协调发展和应用缩放技术。     

空客和波音关注不同布局的开式转子

空中客车公司与波音公司都表示,在开发下一代短中程飞机时,会考虑采用不同布局的开式转子发动机。为此发动机制造商非常振奋,正在加快开式转子发动机的机理和技术研究。     

开式转子发动机对转桨扇性能建模研究

对转桨扇开式转子发动机性能计算的难点在于对转桨扇部件的性能计算。传统方法是将对转桨扇简化处理为涡轮螺桨进行计算,但精度较低。本文基于传统涡轮螺桨性能模拟方法,考虑前排桨扇出口气流对后排桨扇的影响,对前、后排桨扇进行独立建模,建立了开式转子发动机对转桨扇部件级性能计算模型,并使用美国NASA风洞试验数据进行验证。结果表明,对转桨扇性能模型计算精度较高,采用此模型可较准确地模拟不同设计参数和不同控制规律下的对转桨扇性能,并评估其对开式转子发动机总体性能的影响。     

开式转子发动机计算模型及调节研究

目前先进的开式转子发动机多采用变桨距、双排共轴对转桨作为推进部件。采用双排桨的气动计算方法,根据单排桨特性图计算对应的双排对转桨特性图,验证对转桨性能计算模型。在双轴涡轮喷气发动机计算模型的基础上,添加动力涡轮、行星差动齿轮和双排对转桨,组成开式转子发动机计算模型。采用该模型研究了开式转子发动机的调节计划,对比了等转速和等叶尖速度调节的不同,以及对开式转子发动机高度速度特性的影响,并使用美国PROOSIS模型对计算结果进行验证。结果表明：开式转子发动机模型计算精度较高,可较准确地研究不同设计参数和调节规律下发动机的总体性能,其中固定桨扇叶尖速度的调节计划在较低飞行速度下具有高推力、低油耗的优点,可以获得较好的全包线性能。     

考虑污染物排放的开式转子发动机总体性能建模及分析研究

开式转子发动机兼具涡桨发动机高推进效率和涡扇发动机高飞行速度的特点,是未来民用单通道客机理想动力装置之一。为了掌握开式转子发动机的性能变化规律,明确开式转子发动机相比于常规大涵道比涡扇发动机节油和降低污染物排放的优势,本文基于螺旋桨相似理论和动量理论,建立了考虑前后排桨扇相互影响的对转桨扇模型;与双轴燃气发生器进行匹配,建立了三轴齿轮传动开式转子发动机模型;同时建立了发动机污染物排放计算模型;对同技术水平的开式转子发动机和大涵道比涡扇发动机进行了性能对比。结果表明：所建立的对转桨扇模型与实验结果误差较小,最大误差不超过3%。飞行马赫数增大,桨扇功率系数增大,推力系数减小,耗油率增大;飞行高度增加,桨扇功率系数和推力系数均增大,耗油率呈减小的趋势。相比于同技术水平的大涵道比涡扇发动机,开式转子发动机在典型工况下的耗油率降低9%以上。在飞机起飞着陆循环内,开式转子发动机的UHC,CO和NO_x三种污染物排放指数相比于大涵道比涡扇发动机降低10%以上,表明开式转子发动机可有效降低航空污染物的排放。     

窄体客机驱动商用飞机发动机市场

2010年,全球商用飞机订单签售强劲,这表明航空业已经走出全球金融危机的阴影,开始复苏.国际预测分析结果认为,商用飞机发动机产量将从2011年开始增长.     

LEAP发动机研制工作进展顺利

LEAP发动机是CFM公司历史上最大的发动机研制项目,总计将投入60台发动机用于适航取证试验,新建的发动机制造厂也很快会投入使用。     

面向飞机总体设计的开式转子发动机分析模型

应用高速桨扇试验数据与涡轴核心机估算模型相结合的方法,建立了一种快速的、能用于飞机总体方案论证阶段的开式转子发动机分析模型.它使用少量的总体参数即可估算出开式转子发动机推力与耗油率特性、质量和外形尺寸,计算速度快.通过对比模型的估算结果与文献的试验数据,证明其精度能够满足飞机总体初步方案论证的要求,可用于评估采用开式转子发动机带来的收益.      

A320/B737客机2020年后换代,开式转子发动机显露希望

尽管目前所有的预测都表明.A320租B737客机在2020年前不会换代,但发动机制造商们的热情却日益高涨,为争夺这一400亿美元的巨大市场.都在加紧发展效率大大提高的新产品. 在刚刚结束的2009年巴黎航展上,发动机公司纷纷为自己的下一代窄体客机发动机方案做宣传.普惠公司坚定自己的齿轮传动涡扇发动机是下一代     

开式转子发动机,B737/A320的后继机动为?

2007年6月14日,英国一家低成本航空公司——EasyJet公司公布了一种结构新颖的"EasyJetEcoJet"飞机概念设计模型(图1),称这种在飞机尾部安装2台开式转子发动机的"绿色飞机"与空客的A320和波音的B737飞机相比,噪声等级将降低25%、燃油效率将提高50%、氮氧化物排放量将降低75%、二氧化碳排放量将降低50%(25%来自发动机,15%来自轻重量飞机机体,10%来自空中交通管制技术),并预测这种飞机可在2015年前投入使用。令人惊奇的是,这种方案与波音公司的一种名为"Fozzie"的飞机设计方案(图2)非常相近,而且有报道说空客公司也已经在研究非常相近的飞机设计方案。