| Rolls-Royce RB211 | |
|---|---|
| Tip de | Turboventilator |
| Țară | Marea Britanie |
| Utilizare | |
| Ani de funcționare | din 1966 până în prezent |
| Aplicație |
Lockheed L-1011 Boeing 747 Boeing 757 Boeing 767 |
| Dezvoltare | Rolls Royce Trent |
| Productie | |
| Anul creației | 1967-1969 |
| Producător | Rolls-Royce plc |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
Rolls-Royce RB211 este o familie de motoare bypass ridicate dezvoltate de Rolls-Royce Limited , care dezvoltă tracțiune de la 166 la 270 kN. Acest motor a fost creat pentru Lokheed L-1011 (Tristar), care a făcut primul zbor în 1972 și a fost inițial doar pe această aeronavă.
Costul dezvoltării și dezvoltării acestui motor a condus Rolls-Royce Limited la faliment și naționalizare de către guvernul britanic.
Modelele ulterioare ale acestui motor au fost produse pentru diferite variante ale Boeing 747 , 757 și 767 . Unele modele au fost folosite ca generatoare de sol. RB-211 a evoluat în anii 1990 în familia de motoare Rolls-Royce Trent .
RB din nume reprezintă Barnoldswick , orașul în care a fost fondată Rolls-Royce și unde a fost proiectat acest motor. Motorul funcționează încă pe avioanele Boeing 747, 757 și 767.
În 1966 , American Airlines și-a anunțat cerințele pentru un nou avion de linie cu transport scurt și mediu, cu accent pe costuri reduse pe pasager. Deși considerau o aeronavă cu două motoare, producătorii de avioane aveau nevoie de mai mult de un utilizator pentru a justifica dezvoltarea unui nou avion de linie. Eastern Airlines a fost și el interesată, dar aveau nevoie de mai multă rază de acțiune pentru a zbura peste ocean. La acea vreme, erau necesare trei motoare pentru redundanța de siguranță. Alte companii aeriene au susținut și schema cu trei motoare. Lockheed și Douglas au răspuns acestor solicitări cu aeronavele L-1011 TriStar și , respectiv, DC-10 . Ambele aveau 3 motoare, gamă transcontinentală și aproximativ 300 de pasageri într-un layout larg cu 2 culouri.
Ambele aeronave necesitau motoare noi. Motoarele treceau apoi printr-o perioadă de dezvoltare rapidă asociată cu conceptul de raport de bypass ridicat , care permitea o tracțiune crescută, economii de combustibil și zgomot redus în comparație cu motoarele anterioare cu raport de bypass scăzut. Rolls-Royce lucra atunci la un motor de clasa 200 kN pentru o încercare eșuată de a construi un Hawker Siddeley Trident îmbunătățit cu RB178 . Această lucrare a fost continuată ulterior în RB207 (cu 211 kN de tracțiune) utilizat în Airbus A300 înainte ca acel program să fie anulat în favoarea programului RB211.
În același timp, Rolls-Royce lucra și la o serie de motoare cu trei arbori care promiteau o eficiență mai mare. În acest aranjament, trei seturi de turbine antrenează trei arbori concentrici diferiți, care la rândul lor antrenează trei secțiuni diferite ale unui compresor axial, fiecare secțiune a compresorului funcționând la propria sa viteză axială. În timp ce acest aranjament permite fiecărei secțiuni a compresorului să funcționeze la viteza sa optimă, este, de asemenea, mai compact și mai robust, dar mai dificil de construit și întreținut. Mai multe motoare erau în curs de dezvoltare în acel moment, inclusiv RB203 de 44 kN, construit pentru a înlocui Rolls-Royce Spey .
Pe 23 iunie 1967, Rolls-Royce a introdus motorul RB211-06 pentru Lockheed L-1011. Noul motor a avut o tracțiune de 147,8 kN și a combinat proprietățile mai multor motoare dezvoltate: dimensiune, putere, raport de bypass - de la RB207 și o schemă cu trei arbori de la RB203 . La acest design au fost adăugate noi materiale: ventilatorul a fost realizat în întregime dintr-un nou material din fibră de carbon numit Hyfil, dezvoltat la RAE Fanborough. Acest lucru a dus la o reducere semnificativă a greutății în comparație cu un ventilator similar din oțel, oferind în același timp motorului un raport putere-greutate mai bun decât concurența. În ciuda avantajului clar de a pune în funcțiune un motor atât de avansat mai devreme, Rolls-Royce a început să-l livreze și să-l întrețină abia în 1971.
Lockheed a simțit că aceste noi motoare vor oferi un avantaj DC-10, de altfel perfect similar. Cu toate acestea, Douglas a trimis și o cerere către Rolls-Royce pentru motoare pentru DC-10-urile lor, iar în octombrie 1967 Rolls-Royce a răspuns la cererea lor cu o versiune de tracțiune de 157,3 kN a RB211-10. A urmat o perioadă de negocieri intense între producătorii de avioane Lockheed și Douglas, companiile care ar putea susține motoarele (Rolls-Royce, General Electric, Pratt & Whitney) și marile companii aeriene americane. În acest timp, prețurile motoarelor au scăzut, în timp ce tracțiunea cerută a motorului a crescut. La începutul anului 1968, Rolls-Royce a introdus motorul RB211-18 de 180,4 kN. Și în cele din urmă, pe 29 martie 1968, Lockheed a anunțat în sfârșit o comandă de motoare pentru 94 de L-1011 și a plasat 150 de comenzi la Rolls-Royce pentru motoare, numite RB211-22.
Complexitatea RB211 a necesitat o perioadă lungă de dezvoltare și testare. Până în toamna anului 1969, Rolls-Royce se străduia să se ridice la înălțimea garanțiilor lor, dar motorul nu avea forță, era prea greu și consumul de combustibil rămânea prea mare. Situația s-a înrăutățit și mai mult când, în mai 1970, un ventilator din noul material Hyfil a picat testul de pasăre în zbor când a fost împușcat cu un pui la viteză mare. Rolls-Royce a continuat cu trecerea către palele ventilatoarelor din titan pentru a se asigura împotriva dificultăților Hyfil, dar acest lucru a adăugat cost și greutate motorului. De asemenea, pe parcurs, Rolls-Royce s-a confruntat cu o provocare tehnică majoră când s-a descoperit că doar o parte a semifabricatelor de titan era de o calitate metalurgică suficientă pentru a face palete de ventilator.
În septembrie 1970, Rolls-Royce a raportat guvernului că costurile de dezvoltare pentru RB211 au crescut la 170,3 milioane de lire sterline - aproape dublând estimarea inițială; în plus, costul estimat pentru fabricarea motorului a depășit acum 230.375 GBP (prețul de vânzare declarat al motorului). Proiectul era în criză.
În ianuarie 1971, Rolls-Royce a intrat în insolvență și procedurile de faliment au fost inițiate la 4 februarie 1971 , reprezentând o amenințare serioasă pentru programul Tristar L-1011. Datorită importanței sale strategice, compania a fost naționalizată , guvernul conservator al lui Edward Heath a permis finalizarea dezvoltării lui RB211.
Întrucât Lockheed însuși se afla într-o poziție vulnerabilă, guvernul britanic a cerut guvernului SUA să garanteze împrumuturile bancare către Lockheed necesare pentru finalizarea proiectului L-1011. În ciuda unei anumite opoziții, guvernul SUA a dat aceste garanții. În mai 1971, o nouă companie numită „Rolls-Royce (1971) Ltd” a preluat vechile active ale Rolls-Royce și în curând a fost semnat un nou contract cu Lockheed. Noul acord a eliminat penalitățile de livrare întârziată și a crescut costul fiecărui motor cu 110.000 de lire sterline.
Kenneth Keith, noul președinte desemnat să salveze compania, l-a convins pe Stanley Hooker să iasă din pensie și să se întoarcă la Rolls-Royce. În calitate de director tehnic, a condus o echipă de alți pensionari care remediau problemele rămase la motorul RB211-22. Motorul a fost în cele din urmă certificat pe 14 aprilie 1972, cu aproape un an mai târziu decât era planificat inițial, iar primul L-1011 a intrat în serviciu cu Eastern Air Lines pe 26 aprilie 1972. Hooker a fost numit cavaler în 1974 pentru rolul său în dezvoltarea lui RB211-22.
Fiabilitatea inițială a RB211 a fost mai mică decât se aștepta, iar programul de dezvoltare a vizat obținerea performanței garantate a motorului. Valorile inițiale de tracțiune RB211-22C sunt ușor reduse și diferă de modelul ulterioară de 22V. Cu toate acestea, programul de schimbare a motorului a devenit mult mai bun în primii câțiva ani în abordarea problemelor tehnice și a deficiențelor și, în plus, motoarele deveniseră mai fiabile până la acel moment.
Deși inițial motoarele au fost destinate doar pentru L-1011-1 , Rolls-Royce și-a dat seama că forța lui RB211 ar putea fi îmbunătățită. Prin reproiectarea ventilatorului și a compresorului IP (intermediar), echipa lui Hooker a obținut o creștere a forței motorului la 222,22 kN. Noul model a fost denumit RB211-524 și a fost montat pe noile modele L-1011, precum și pe Boeing 747 .
Rolls-Royce a încercat fără succes să vândă RB211 către Boeing în 1970, dar noile −524 aveau performanțe mai bune și o eficiență mai mare decât Pratt & Whitney JT9D -urile pe care Boeing le alesese inițial pentru 747 . În octombrie 1973, Boeing a decis să pună RB211-524 pe Boeing 747-200, iar British Airways a devenit prima companie aeriană care a ales această combinație. Aeronava cu RB211-524 a intrat în compania aeriană în 1977. Rolls-Royce a continuat să dezvolte −524, crescându-le tracțiunea de la 228,88 kN în −524C la 235,55 kN în −524D, care a fost certificat în 1981. Au fost folosite de Qantas , Cathay Pacific și South African Airways . Când Boeing a dezvoltat 747-400 și mai mari , aveau nevoie de și mai multă forță, la care Rolls-Royce a răspuns cu -524G cu 257,77 kN și apoi -524H cu 269,33 kN: acestea au fost primele versiuni cu caracteristica FADEC .
Acest lucru ar putea fi numit sfârșitul dezvoltării seriei -524, dar când Rolls a dezvoltat noua serie de motoare Trent , s-a dovedit că punând HP (compresor de înaltă presiune) din seriile -524G și -524H pe Trent 700 -ar putea îmbunătăți performanța. Aceste variante erau mai ușoare, aveau o eficiență mai bună a consumului de combustibil și emisii mai scăzute și au fost desemnate -524G-T și respectiv -524H-T. De asemenea, a fost posibil să se actualizeze motoarele existente −524G/H la configurația îmbunătățită -T și un număr de companii aeriene au făcut acest lucru.
524 a devenit mai fiabil pe măsură ce a fost dezvoltat, iar -524H a atins un ETOPS de 180 de minute pe 767 în 1993.
La mijlocul anilor 1970, Boeing s-a concentrat pe dezvoltarea de noi avioane cu două motoare pentru a înlocui popularul lor 727 . Pe măsură ce dimensiunea aeronavei propuse a crescut, la fel și capacitatea sa de la 150 de pasageri la aproximativ 200. Rolls-Royce și-a dat seama apoi că motoarele RB211 ar putea fi adaptate la aceasta prin reducerea diametrului ventilatorului și îndepărtarea compresorului IP de prim nivel pentru a atinge nivelul necesar. tracțiune 166,22 kN. Noua versiune a fost numită RB211-535. La 31 august 1978, Eastern Airlines și British Airways și-au anunțat comenzile pentru noi 757 echipate cu RB211-535. Desemnat RB211-535C, motorul a fost livrat în ianuarie 1983 și a fost prima dată când Rolls-Royce a fost furnizor de motoare pentru o aeronavă Boeing.
Cu toate acestea, în 1979, Pratt & Whitney a anunțat că motorul lor PW2000 (mai precis versiunea PW2037) a oferit economii de combustibil de 8% față de RB211-535C. Boeing a început să pună presiune pe Rolls-Royce pentru a furniza un motor mai competitiv pentru 757. Rolls-Royce, folosind nucleul mai avansat din seria -524, a creat motorul RB211-535E4 cu 178,22 kN de tracțiune, care a devenit disponibil în octombrie 1984. Deși nu era la fel de eficient (consumând combustibil) ca PW2037, era mai fiabil și mai silentios. În plus, a fost primul care a folosit un ventilator cu coarde late, care a sporit eficiența, a redus zgomotul și a oferit protecție suplimentară împotriva deteriorării obiectelor străine. Ca urmare, doar un număr mic de aeronave produse au folosit modificarea -535C, iar modificarea -535E a fost utilizată în principal.
Probabil cea mai importantă a fost comanda pentru -535E în mai 1988, când American Airlines a comandat 50.757 echipate cu -535E4, invocând zgomotul redus al motorului ca fiind cel mai important factor. Aceasta a fost prima dată de la L-1011 TriStar când Rolls-Royce a primit o comandă semnificativă de la o companie aeriană americană, ceea ce a condus la dominația ulterioară a −535E4 pe piața 757 (757-200). E amuzant (cum au scris în Air International ) la momentul anunțului făcut de americani, alegerea modificării -535E4 a fost de fapt făcută înainte de alegerea acelorași 757, deși aceasta era o veste binevenită pentru ambele Rolls. -Royce și Boeing.
După ce motorul a fost certificat pentru 757, s-a propus instalarea -535E4 pe Tu-204 -120, care a fost realizat pentru prima dată în 1992. A fost primul avion de linie rusesc care a avut motoare occidentale. Cu această modificare , Boeing a propus și înlocuirea motoarelor TF33 în B-52H (instalați 4 în loc de 8). O nouă actualizare a lui -535E4 a avut loc la sfârșitul anilor 1990, îmbunătățind performanța motorului privind emisiile prin adoptarea tehnologiilor dezvoltate pentru motorul Trent 700 .
-535E4 este extrem de fiabil și păstrează ETOPS de 180 de minute instalat pe 757 în 1990.
Chiar și atunci când Rolls-Royce dezvolta modificarea -22, era clar că nu va fi dificil să se dezvolte o versiune a motorului pentru centralele de la sol , iar în 1974 au început să producă RB211 industrial. Când -524 a fost creat la Rolls, îmbunătățirile sale au fost încorporate în producția RB211, denumită RB211-24. Generatorul s-a dezvoltat treptat în anii următori și se află și astăzi pe piață, la fel ca și o gamă de generatoare care produc 25,2-32 Megawați . Multe dintre aceste unități sunt utilizate în producția de petrol și gaze offshore .
WR-21 face parte din clasa extinsă de turbogeneratoare de 25 MW . În acest motor, aerul răcit este furnizat compresorului de înaltă presiune și energia este preluată din gazele fierbinți de la ieșire (ceea ce crește eficiența ciclului Brayton ), ceea ce reduce consumul de combustibil la minimum în diferite moduri de funcționare. Folosit WR-21 ca motor marin.
Familia de motoare este împărțită în 3 ramuri
Pe lângă faptul că motorul conține un compresor intermediar (IP), modificarea sa -535E4 a fost prima cu un ventilator cu coardă largă instalat , care nu necesita amortizoare care să-i reducă eficiența. Acest motor a folosit și materiale mai avansate, inclusiv titan în compresorul de înaltă presiune și compozite din fibră de carbon în nacela motorului . Ulterior, unele caracteristici (de exemplu FADEC ) de la modele avansate (-524) au început să fie incluse în motor.
| Familia de motoare RB211 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Model | Impingerea statica (kN) | Greutatea motorului (kg) | lungime (cm) | Diametru ventilator (m) | Începutul livrărilor | Instalat pe |
| RB211-22B | 186,66 | 4157,17 | 303.2 | 2.15 | 1972 | Lockheed L-1011-1, Lockheed L-1011-100 |
| RB211-524B2 | 222,22 | 4451,55 | 303.2 | 2.15 | 1977 | Boeing 747-100, Boeing 747-200, Boeing 747SP |
| RB211-524B4 | 222,22 | 4451,55 | 310,6 | 2.18 | 1981 | Lockheed L-1011-250, Lockheed L-1011-500 |
| RB211-524C2 | 228,88 | 4471,96 | 303.2 | 2.15 | 1980 | Boeing 747-200, Boeing 747SP |
| RB211-524D4 | 235,55 | 4478,77 | 310,6 | 2.18 | 1981 | Boeing 747-200, Boeing 747-300, Boeing 747SP |
| RB211-524D4-B | 235,55 | 4478,77 | 310,6 | 2.18 | 1981 | Boeing 747-200, Boeing 747-300, |
| RB211-524G | 257,77 | 4386,23 | 317,5 | 2.19 | 1989 | Boeing 747-400 |
| RB211-524H | 269,33 | 4386,23 | 317,5 | 2.19 | 1990 | Boeing 747-400, Boeing 767-300 |
| RB211-524G-T | 257,77 | 4386,23 | 317,5 | 2.19 | 1998 | Boeing 747-400, Boeing 747-400F |
| RB211-524H-T | 269,33 | 4386,23 | 317,5 | 2.19 | 1998 | Boeing 747-400, Boeing 747-400F, Boeing 767-300 |
| RB211-535C | 166,22 | 3308,5 | 300,9 | 1,86 | 1983 | Boeing 757-200 |
| RB211-535E4 | 178,22 | 3294,89 | 299,46 | 1,88 | 1984 | Boeing 757-200, Boeing 757-300, Tupolev Tu-204 |
| RB211-535E4B | 191,55 | 3294,89 | 299,46 | 1,88 | 1989 | Boeing 757-200, Boeing 757-300, Tupolev Tu-204 |
| Motoare de avioane Rolls -Royce Limited | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Piston |
| ||||
| Turboreactor |
| ||||
| Turboventilatoare | |||||
| Turbopropulsoare / Turbină cu gaz |
| ||||
| Indici Rolls-Royce Barnoldswick (RB) | |||||
| Motoare industriale și marine bazate pe aeronave |
| ||||
| Constructorii |
| ||||
| Vezi și Motoare de avioane Rolls-Royce plc | |||||