根据统计,四发客机中,发动机推力与飞机起飞总重之比约为0.25左右,则用于这二型飞机的发动机推力范围将是330~370kN。为此,罗·罗公司定出遄达900基本型的推力为324kN(77000lbf),命名为遄达977。

另外还有推力稍大与推力稍小型,分别为遄达980(推力为80000lbf即356kN)、遄达969(推力为69000lbf即307kN)。

为了降低发动机的耗油率与噪声值,湍达900采用了罗·罗公司从未用过的大于8.0的涵道比,这是因为采用了比遄达800风扇直径大的风扇(大152.4mm)与比遄达800小的核心机(按遄达800核心机0.9比例缩小)而达到的。表1列出三型遄达900的主要参数,表中还列出了遄达800系列的遄达892数据,以便比较。

图1、三型遄达900的主要参数

由表1可见,遄达900的涡轮进口燃气温度比目前在波音777中使用的遄达800要低,这有利于热端部件的可靠性与使用寿命。

在由遄达800到遄达900的衍生发展中,在保留了遄达800的轴系与轴承外,还保留了空气系统、滑油系统、各种附件、外部管路及托架、卡箍等,中压、高压压气机在缩小过程中还注意提高了它们的效率。

由于涵道比及部件效率的提高,使遄达900的巡航耗油率比遄达800的低5.2%,比用于波音747 400的 RB211 524H 低7.8%。表2列出了罗·罗公司几型发动机巡航耗油率的数据。

表2、罗·罗公司几型发动机的巡航耗油率

图1为遄达900的纵剖面示意图,图1上示出了其主要特点。

图1、遄达900纵剖面示意图

2 部件特点

2.1 总体布局

遄达900的总体设计继承了罗·罗公司大型发动机的传统作法,即采用了三转子的总体布局:单级大直径的风扇由5级低压涡轮驱动,8级中压压气机由单级中压涡轮驱动,6级高压压气机由单级高压涡轮驱动。

三转子发动机结构较复杂,但是,罗·罗公司已有研制三转子发动机的丰富经,1972年4月该公司的也是世界上的第一种三转子发动机 RB211-22B就开始投入使用,在此之后的1/4世纪中,它已衍生发展了十余种型号的三转子发动机。

因此,在发展遄达900时已是轻车熟路不成问题的了。采用三转子的总体布局,能使风扇、中压压气机和高压压气机的转子均在最佳的速度下,使发动机总的转子级数减少,相应地发动机的零件数也少、重量也轻,而且工作性能比较稳定。

2.2 风 扇

遄达900的风扇叶片叶尖直径为2.946m,共24片叶片,叶片采用了与遄达800同样的扩散连接、超塑性成形的中空带加强桁条的钛合金宽弦风扇叶片,这种叶片不仅重量轻,而且抵抗外来物例如大鸟撞击的能力特高,它已在 A330、波音777飞机上经受过严峻考验。

另外,风扇叶片做成像弯刀似的带前后掠,如图2所示。图3为发动机前视图,由图3可见到装在发动机中的带前后掠的风扇叶片外形。带掠形风扇叶片效率高、噪声低且抗外物击

伤能力较强,已在20世纪90年代后期发展的发动机中采用。风扇转速为3000r/min,风扇叶片叶尖处的相对速度较高,是超声速的(Ma约为1.5)。风扇包容环与其他发动机采用Kevlar不同,是用钛合金制的。

图2、前后掠的风扇叶片

图3、发动机前视图

2.3 压气机

中压、高压压气机直接由遄达800按0.9比的比例缩小而成,以减小核心机的空气流量,用它来提高涵道比,并减小推力以满足遄达900所需推力的要求。

中压、高压压气机中,所有级均采用了整体叶盘的结构,这也是民用发动机中首先全部在压气机中采用整体叶盘的发动机。

中压压气机前三排静叶做成可调节的,高压压气机中无可调节的静叶,整个中压、高压压气机全部按三元流设计叶片的。三排可调静叶后的中压、高压压气机机匣全部做成双层,外层机匣作为承力构件传递负荷,内层机匣仅作为气流通道的外壁。

因此可在工作中保持它不会在受过大外载作用下变形,维持它的圆度,保持叶尖间隙较为均匀,从而提高了效率并减小性能衰退率。全部轮盘均用Ti合金做成,这也将减轻发动机的重量。

2.4 燃烧室

煤油在燃烧室中与空气混合后燃烧,如果燃烧过程组织得不好,煤油不能充分、完全地烧完,就会产生 NO、HC和 NOx等物质随排出尾喷管的燃气流排入大气中,这些物质会污染空气,对人类会带来不利影响。

因此,环境保护组织、国际民航组织对发动机的排气污染物有严格的限制要求,超过标准的发动机,不能投入航线使用。遄达900的燃烧室是基于遄达895低污染燃烧室缩小而成,可以较好地满足当前及今后有关发动机排污规定的要求。

2.5 涡 轮

遄达900的高压、中压涡轮的几何尺寸基本同于遄达800,但由于中压、高压压气机的直径减小了10%,为维持相同的叶尖切线速度,中压、高压涡轮的转速比遄达800的要高(高压转子转速为12500r/min),这样减小了它们的气动负荷,因而可提高涡轮的效率。

高压涡轮导向叶片、工作叶片及中压涡轮导向叶片均由第三代单晶材料做成。高压、中压涡轮的工作叶片均带叶冠,这不仅可提高效率,而且也使性能恶化变慢。高压涡轮工作叶片有70片,据称每片叶片发出596560W(800hp)的功率。高压涡轮与中压涡轮转向相反,这是民用发动机中采用反转转子的首批发动机之一。

遄达900的低压涡轮仍然采用遄达800的5级,机匣内径也与遄达800一样,但由于流量减小了,叶片高度也随之降低,这样,减小了叶片的气动负荷,从而也使效率稍有提高。

图4、 A340 300改装的飞行试车台

3 、综合性能与研制进展

遄达900的重量比GP7200要轻,为6442kg,飞机制造厂家最新的评估认为每架装遄达900的飞机要轻1400kg,即每台发动机要轻350kg。

发动机的循环参数为:总压比37~39,涵道比8.5~8.7,空气流量1210~1246kg/s。整台发动机零组件约20000件。遄达900的发动机调节器具有在飞行中实时监测发动机工作状态的能力。

由于遄达900耗油率较低,按飞机制造厂家的评估,与竞争的发动机(即 GP7200)相比,燃油耗量将低0.9%。

遄达900的可靠性指标是:空中停车率为每1000飞行小时0.01次,返修率为每1000飞行小时0.09次。它表明遄达900将是可靠性高的发动机。

由于遄达900是由成熟的遄达800衍生来的,有些零部件是缩型来的,有些是降低工作负荷而改型的,因此部件的试验工作量相对要小些,发展时间较短。

证。发动机是以356kN推力取证的,但投入使用时的推力为311kN。首架生产型 A380飞机于2005年1月18日正式由生产厂房推出,首批试飞的四架 A380采用遄达900作动力,飞机于2007年10月在新加坡航空公司投入航线使用,所使用的发动机也是遄达900。

参与研制遄达900的合作伙伴有:美国、意大利、日本、韩国等国的汉弥尔顿标准、古德瑞奇航空结构、菲亚特、川崎重工业、石川岛播磨重工业和三星等公司。返回搜狐，查看更多