世界航空发动机三巨头是美国的GE公司,普惠公司以及英国的罗罗公司,在这3个公司里,GE公司实力最强,产品设计方案向来也是最激进,采用各种高新技术,普惠和罗罗公司显得稍微保守一些,三巨头竞争几十年,到了最近些年,已经变成一家独大,两家苟延残喘的局面。
在150座级别民航发动机市场,目前GE公司LEAP发动机独占鳌头,普惠公司虽然采用了创新的齿轮传动发动机,但是可靠性和签派率并不高,航空公司用户怨声载道,而罗罗公司则直接退出这个级别的竞争,专攻20吨以上推力的宽体飞机市场,最近些年,随着GE公司优势不断扩大,罗罗公司也坐不住了,开始绝地反击,研发超扇发动机,集中了GE公司复合材料风扇技术,以及普惠公司的齿轮传动技术,豪赌一场,意图重夺江山。
普惠公司在普通双轴涡扇发动机上竞争不过GE公司,就采用了齿轮传动这个怪招,理论很好,结果糟糕
长期以来,涡扇发动机存在一个巨大问题,那就是高压转子和低压转子不同转速问题,高压转子上面接了高温燃烧室下的涡轮叶片,转速越高做功能力越强,而低压转子则不需要那么高的转速,低压转子转速高了,就限制风扇的尺寸,如何将二者转速差增大,高压轴转速越高越好,而低压轴转速越低越好,成了一个很头疼的问题。
最终在本世纪初期,开发出美国F-22和F-35战斗机发动机的普惠公司出手了,他们认为,既然过去双轴技术无法保证固定而且足够大的高低速转速比,为何不能采用新设计保证,最常见的就是发动机的变速箱,依靠大小齿轮保证高低转速,在这1理念趋势下,他们成功开发了PW1100G风扇发动机,高低压转子之间采用齿轮连接,确实能达到高低压同时具备最佳效率,这也是罗罗公司眼馋的根本原因,在实际运行中,也确实发现非常省油。
罗罗公司在新型发动机上,同时采用超大尺寸复合材料风扇和齿轮传动技术,这两对手的绝招
罗罗公司最近些年,已经明显感受到GE公司的极端压力,不管他们如何努力,三转子的trent发动机,面对对手的大型双转子发动机,还是力不从心,为了能存活下去,争取未来的生存机会,在新型发动机设计上,采用了GE公司最早使用的大型复合材料风扇技术,同时还有普惠公司的齿轮传动技术。
该公司宣传:新发动机的前端和涡轮增压器的尾部均加入了齿轮变速箱,可在消耗最少能量的前提下让扇叶以最快的速度旋转,动力变速箱设计为“行星”齿轮,以使发动机的核心轴以极高的速度行驶,同时风扇以较慢的速度运转,比第一代“遄达”发动机节省25%的燃料效率,新型发动机也采用了很多更新技术,包括最新核心结构以达到最大燃油效率和低排放功效,碳钛风扇叶片和复合材料机匣减重,以及先进的耐高温陶瓷基复合材料(CMC),所需冷却空气少,最关键是齿轮传动可以继续提高发动机涵道比,减低油耗效果明显。
GE公司实力太强,采用普通的双轴结构,就打得对手抬不起头来
罗罗公司的新型发动机,从理论上来说,能和GE公司任何一款发动机相比,但是风险也很大,一个是新型发动机采用了大量的复合材料,尤其是超大型复合材料风扇,直径达到3.55米,这对于罗罗公司来说,还是第一次,这种考验,GE公司在30年前也曾经经受过。
另外一个:普惠公司开创的齿轮传动技术,在实际使用中,问题还是很多,比如航空公司抱怨,操作限制太多,不太适合较长时间,持续的大推力状态使用,而且地面启动时间也比较长,相比GE公司LEAP发动机,问题很多。
集中了2个竞争对手的全部优点,也将面对人家所经受的重大磨难,这对于罗罗公司来说,几乎就是死中求活,难度大,耗费多,合适能够稳定,前景难料。
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