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行业分析

避重就轻50年,今日重吃回头草,罗罗公司重新开发复材风扇!
来源:大水  2021-01-18 22:12:12
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原文:http://chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-10411.html      回头草,在中国文化传统里面并不是一个好词,避重就轻更不是,在航空技术界,就有这么一个大佬,真的干了这种事情,这就是响当当的世界航空发动机三巨头之一的罗罗发动机,最近,他们出了一个大型研发民航发动机研发项目,就充满了回头草的味道。

     2020 年1月上旬,罗·罗公司在英国布里斯托开始了名为“超级风扇”(UltraFan)的发动机原型机制造,这个项目最有意思的看点是,采用了罗罗公司50年前放弃的技术方案:全复合风扇叶片,当然现在项目规划,还加上了发动机机匣,这一切并不是良心发现,而是被航空发动机大魔王美国GE公司逼得走投无路的结果!

     回避技术难题50年,最后还是躲不过,这就是残酷的技术竞争

     根据该公司介绍,这一款发动机采用全树脂基复合材料风扇叶片和机匣, 风扇叶片由碳纤维/韧性树脂预浸料铺贴固化而成,叶片前缘采用与GE90风扇叶片相似的钛合金包边加强,起抗腐蚀和异物冲击作用,罗·罗公司预计该型发动机装机服役后,可实现飞机整体减重700 kg,相比第一代遄达系列发动机更为省油,降低至少25%的二氧化碳排放,“超扇”发动机将于2021年底开始地面测试,2030年前上市,能提供25000磅(112千牛)到100000磅(448千牛)的推力。。

     罗罗公司为何吃回头草,这是一个很有意思的问题,早在上世纪60年代,随着碳纤维材料的发明,高强度低密度很快吸引了飞机和航空发动机设计师的目光,在上世纪70年代初期,罗罗公司进行了一次豪赌,研发超时代的RB-211发动机,该发动机具有第一种三轴设计,调节灵活油耗低,而且为了减重,第一级大风扇采用了碳纤维制造,谁都想不到,就是碳纤维风扇将罗罗发动机几乎拖死,公司陷入破产!


 
     罗罗公司在上世纪70年代被碳纤维风扇差点坑死,最后龟缩在钛合金叶片死活不出来

     由于当时缺乏经验,罗罗公司碳纤维风扇没有通过鸟撞试验,最终不得不换回传统的钛合金风扇叶片,增加了发动机重量,而且提高了发动机的包容难度,从此之后,罗罗公司一直在钛合金叶片上做文章,不断采用各种技术更新空心叶片技术,但是效果并不是很好。

     罗罗公司失败了,吓退了一大群对复合材料风扇有想法的发动机设计师,但是美国GE公司却不信邪,他们认为,未来航空发动机,为了增加推力,风扇会越来越大,采用复合材料制造是必由之路,只要解决了鸟撞问题,那就可以发挥重量轻,直径大省油的优势,这就是20年后的GE90发动机,装备波音777大型双发宽体飞机,这也奠定了GE公司在大推力航空发动机上的绝对优势,不管罗罗公司如何努力,性能总是差GE那么一点,而且罗罗公司的三转子发动机还存在结构复杂,维修困难,使用成本高的弱点。


 
     GE公司在GE90发动机上成功使用复合材料风扇,近年推广到737和A320使用LEAP发动机上,罗罗公司直接退出竞争

     GE公司在GE90超大型发动机上的成功,刺激了该公司推广复合材料风扇和部件技术,在最新的150座级别客机发动机上,该公司的LEAP发动机也采用了复合材料风扇技术,除了宽弦,复合弯扭等技术外,还采用了三维铺层技术,这一次技术进步彻底让罗罗公司推出低端民用发动机市场。

     面对GE公司技术碾压,罗罗公司和普惠公司低端发动机竞争不过,而且马上面临高端死亡的风险,为了生存,罗罗公司不得不捡起50年曾经放弃的线路,重新投入巨资开始研发复合材料风扇,距离GE公司研发复合材料风扇,过去将近30年。

     罗罗公司预计新发动机在2030年研发成功,届时还将面对GE公司更强产品:罗罗公司还是第一代,而对手已经更新到第三代技术,而且还有丰富的制造和使用经验,取胜机会比较渺茫。 文章来源:http://chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-10411.html