a_engine

Categories:

НАСА стремится уменьшить газогенераторную часть ТРДД для дальнейшего повышения эффективности

НАСА приступило к исследованиям, направленным на то, чтобы добиться на 5-10% большей эффективности использования топлива в газогенераторах турбовентиляторных двигателей с целью разработки технологии двигателей для будущих коммерческих самолетов, возможно, включая возможную замену Boeing 737.

Основные направления исследований для повышения эффективности ТРДД
Основные направления исследований для повышения эффективности ТРДД

Примерно год назад агентство запустило проект стоимостью 191 миллион долларов, названный Hybrid Thermally Efficient Core (HyTEC), с целью разработки газогенератора турбовентиляторного двигателя с «высокой плотностью мощности».

Согласно документам НАСА, такой газогенератор ​​может принести пользу узкофюзеляжным самолетам, которые поступят в эксплуатацию в «начале 2030-х годов».

Другие цели HyTEC включают увеличение степени двухконтурности двигателя до 15% (по сравнению с примерно 12% сегодня) и степени повышения давления в компрессоре примерно до 50%. Кроме того, он призван продемонстрировать, что 10-20% мощности ТРДД может быть извлечено в виде электричества.

Эта последняя цель может сделать летательные аппараты «более электрическими», то есть такими, в которых традиционные авиационные системы - обычно использующие пневматический или гидравлический привод - заменяются более легкими и простыми электрическими системами, которые также легче обслуживать.

«Мы действительно думаем, что сможем значительно снизить потребление топлива… уменьшив размер активной зоны газогенератора», - говорит менеджер проекта HyTEC Тони Нерон.

«Все это нацелено на… самолет будущего», - добавляет он. «В конце концов, замена 737 через 10 с лишним лет».

Нероне уточняет, что НАСА не работает с Boeing над этим проектом. Партнерами будут в первую очередь производители двигателей, а разработанные технологии могут принести пользу всем производителям самолетов, а не только авиастроителям США.

Однако НАСА объединило GE Aviation и Honeywell в качестве партнеров, а в феврале выпустило проект запроса о привлечении дополнительных сотрудников в отрасли. Агентство надеется разделить расходы HyTEC с партнерами.

Компания Boeing не сообщила о планах компании по разработке нового коммерческого самолета, но заявила, что изучает возможность запуска среднего коммерческого самолета. Однако сроки остаются неопределенными из-за факторов, включая пандемию, хотя некоторые аналитики подозревают, что авиастроитель со штаб-квартирой в Чикаго может стремиться вывести новый самолет на рынок в начале 2030-х годов. В какой-то момент Airbus также потребуется разработать замену своему самолету семейства A320Neo.

Команда HyTEC стремится создать и продемонстрировать усовершенствованные газогенераторы турбовентиляторных двигателей к концу 2026 года. «Производители двигателей возьмут это на себя», - говорит Нероне.

Он считает, что результаты HyTEC в сочетании с другими улучшениями двигателя могут позволить следующему ТРДД быть на 20% более эффективным, чем текущие модели.

HyTEC является одним из нескольких проектов в рамках программы NASA Advanced Air Vehicles Program. Другие инициативы включают в себя разработку крыльев со специальной связкой, высокопроизводительных технологий производства композитов и электрической силовой установки, говорит Нерон.

Проект все еще находится на «стадии разработки», что означает, что некоторые аспекты все еще могут быть изменены. Но Нероне ожидает, что HyTEC станет официальным проектом НАСА этим летом после проверки на высоком уровне.

Уменьшение размера газогенератора турбовентиляторного двигателя увеличивает степень его двухконтурности, что повышает эффективность. Но производители двигателей уже максимально уменьшили размер газогенератора с помощью имеющихся технологий. Им потребуются новые материалы и дизайн для дальнейших улучшений.

Уменьшить газогенератор не так просто, как просто уменьшить размер компонентов. Это связано с тем, что газогенераторы меньшего размера более горячие, а это означает, что инженеры должны использовать современные материалы, которые более термостойкие и менее подвержены расширению. Они изучают композиты с керамической матрицей и современные покрытия, разрабатывают методы охлаждения и работают над тем, чтобы меньшие лопасти и лопатки могли выдерживать большие нагрузки. Зазоры внутри газогенератора - например, между самими лопатками и между лопатками и корпусом - также представляют проблему.

«Если вы сделаете лопатку половинной высоты и получите такой же зазор, этот зазор будет иметь гораздо более отрицательный эффект», - говорит Нероне. «Вы должны найти способ уменьшить этот зазор на тот же процент, на который вы уменьшили лопатку».

«Это потребует значительных технологических скачков, чтобы это произошло», - добавляет он.

По словам Нерона, работа HyTEC с Honeywell включает разработку технологии турбин низкого давления с последующими испытаниями турбин, которые состоятся в 2022 году в исследовательском центре НАСА Гленн в Огайо.

Эти тесты помогут НАСА построить модели и другие инструменты, которые помогут демонстрациям с GE, которые планируется провести примерно через три года, также в Гленне. Работа GE будет включать в себя тестирование того, как двигатель работает, когда 10-20% его мощности извлекается в виде электричества.

«Если мы сможем продемонстрировать 20% [извлечения]… мы откроем дверь для множества гибридных и электрических технологий в будущем», - говорит Нерон.

Для сравнения, Boeing 787 потребляет около 5% мощности двигателя в виде электричества.

НАСА считает, что HyTEC имеет решающее значение для помощи США в обеспечении лидерства в области технологий двигателей на фоне растущих угроз конкуренции в аэрокосмической отрасли, в том числе со стороны Китая.

«Наша цель в этом проекте и в этой дозвуковой стратегии в целом - действительно укрепить промышленность США в этой области», - говорит Нероне. «Работая с промышленностью, [мы] можем убедиться, что промышленность США действительно сохраняет это лидерство, и что наши двигатели и наши самолеты являются лучшими».


Отсюда

Кетай теперь главный конкурент. Россия даже не рассматривается в новой технологии — ни как конкурент, ни как партнер, вообще никак. А ведь еще в конце 80-х толпы кетайцев бродили по территории МАИ. Через 30 лет от совецкой авиации не осталось ничего — выжженная земля...

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic

Your reply will be screened

Your IP address will be recorded