롤스로이스는 2014년 차세대 대형 항공엔진을 출시했는데, 티타늄 합금 중공팬 블레이드는 롤스로이스의 핵심 기술 중 하나다.
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마침내 정밀 요구 사항을 충족할 수 있는 안정적인 생산 공정을 확보하는 데 10년이 걸렸고 그 결과 매우 가볍지만 매우 강한 디자인이 탄생했습니다. 최근 롤스로이스는 팬 제조 공정을 공식 공개했다.
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팬 블레이드를 만드는 데에는 80개 이상의 공정 단계가 필요합니다.
다음은 몇 가지 단계입니다.
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거의 1000도에 달하는 용광로에서 아르곤 가스를 사용하여 세 개의 연결된 티타늄 판을 팽창시키고 정밀하게 형성합니다.
외부 두 개의 티타늄 플레이트가 확장됨에 따라 중간 레이어가 코어 구조로 확장되어 중공 블레이드에 놀라운 강도를 제공합니다.
사람 머리카락 굵기의 절반에 해당하는 40미크론의 측정 정확도로 수백만 개의 데이터 포인트를 관찰합니다.
로봇은 3D 가상 모델을 연마하고 스캔하여 블레이드의 차이점을 감지합니다.
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탄소/티타늄 합금 복합 팬 시스템
수년간의 개발 끝에 우리는 항공기 공기역학적 성능을 최적화할 수 있는 공간이 매우 제한적이라는 사실을 알고 있으며, 모두가 엔진의 추진력과 연소 효율을 더욱 향상시키는 방법에 초점을 맞추었습니다.
Advance 및 UltraFan 프로젝트를 수행함으로써 롤스로이스는 향후 몇 년 내에 민간 엔진 분야에서 주요 기술 혁신을 달성할 것으로 예상됩니다.
사전 프로젝트
Advance 프로젝트에 따라 롤스로이스는 부스트 비율이 60이 넘는 새로 개발된 고압 코어 엔진을 사용하여 차세대 터보팬 엔진 시리즈를 구축할 계획입니다. 2020년 투입 예정인 어드밴스 엔진은 바이패스율이 11 이상, 연료소비율도 현행 트렌트 700보다 최소 20% 이상 낮아진다.
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UltraFan™ 팬
UltraFan은 Advance 코어 머신을 기반으로 중압 터빈 설계를 더욱 개선하고 기어 시스템을 통해 팬을 구동합니다.
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2025년 이후 상용화 예정인 울트라팬(UltraFan) 엔진은 기어 구동 가변 피치 팬을 채택했다. 총 부스트 비율은 70, 바이패스 비율은 15에 도달할 것으로 예상되며, 연료 소비율은 트렌트 700보다 최소 25% 낮습니다.
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UltraFan 엔진은 얼마나 멋진가요?
UltraFan(슈퍼 팬) 엔진의 CTi 팬 시스템은 탄소 섬유/티타늄 합금 팬 블레이드와 복합 재료 후드를 사용하여 각 항공기의 무게를 1,500파운드(680kg)까지 줄일 수 있습니다. 이는 7대를 더 운반하는 것과 같습니다. 비용 증가 없이 승객. .
슈퍼팬 엔진의 가변 속도 설계는 미래의 고추력, 고바이패스비 엔진에 효과적인 출력을 제공할 것입니다.
"녹색"은 탄소섬유/티타늄 합금 팬 블레이드의 소재 기본 색상에 반영될 뿐만 아니라 연료 절약, 배기가스 감소, 소음 감소 등 에너지 절약 및 환경 보호 효과를 의미합니다.
슈퍼팬 엔진은 기존 트렌트 700 엔진 대비 연료 소모량과 배기가스 배출량을 25% 낮춰주는 동시에 친환경 엔진(EFE) 검증 프로그램의 기반 기술이기도 하다.
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팬 부스트 비율이 매우 낮기 때문에 가변 피치 제어를 사용하여 비설계 속도에서 실속 및 플러터를 방지하고 경사 및 스위프 출구 가이드 블레이드를 흡음 처리와 함께 사용하여 소음을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
슈퍼 팬 엔진 나셀은 출구 가이드 블레이드 지지대가 있는 캔틸레버 나셀입니다. 이 디자인은 역추력 장치를 제거하고 엔진의 무게를 크게 줄입니다.
역추력 장치를 제거하면 흡기 및 배기 손실도 줄어들어 소음 수준을 더욱 줄일 수 있습니다.
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슈퍼 팬 엔진의 핵심 설계 중 하나인 '파워 기어박스'는 최근 독일에서 벤치 테스트를 완료했으며 출력 효율은 70000마력에 이르렀습니다. 이는 프로젝트의 또 다른 중요한 이정표입니다.
동력 기어박스의 설계 출력은 100000마력에 도달할 것이며, 세계 최대의 기어 터보팬 엔진이 곧 출시될 예정입니다.
UltraFan은 2014년 미국 애리조나주 테스트 기지에서 Boeing 747-200 비행 플랫폼의 Trent 1000 엔진을 사용해 첫 비행 테스트를 완료했습니다.
미국에서의 시험에서는 팬들의 좋은 성과가 나타나 프로젝트의 첫 번째 중요한 이정표를 세웠습니다.
팬 블레이드 팁에는 광섬유 센서가 설치되어 팬 상태를 모니터링합니다.
롤스로이스는 매년 R&D에 12억~13억 파운드를 투자합니다.
Superfan 엔진은 2025년에 사용될 예정입니다. 현재 Pratt & Whitney의 기어 터보팬 엔진 GTF는 Airbus A320neo, Bombardier C 시리즈, Mitsubishi Jet MRJ, Russian MC-21 및 Embraer EJet-E2에 전력을 공급하고 있습니다. 민간 항공 엔진 혁명적인 시대가 다가오고 있습니다.
