على أحدث طراز من تكنولوجيا المحركات النفاثة

في حين قد لا تُعرف ولاية كونيتيكت بأنها مرتع للتصنيع ، فإن الحقيقة هي أن الولاية موطن لبعض أكبر اللاعبين في الصناعة ، بما في ذلك Kaman و Praxair و Sikorsky و Gerber Scientific والعديد من الآخرين.

كشفت إحدى تلك الشركات - Pratt & Whitney - النقاب مؤخرًا عن عائلة رائدة من المحركات النفاثة.

نوح ويبستر ، الرجل الذي يقف وراء قواميس ويبستر ومقيم سابق في ولاية كونيتيكت ، عرّف المنطقة على أنها منطقة اقتصادية وصناعات. ربما ليس من المستغرب إذن أن تجسد هذه الخصائص أيضًا إنتاج مجموعة المحركات النفاثة الجديدة من شركة برات آند ويتني. كلف هذا الجزء المبتكر من الهندسة P&W أكثر من 10 مليارات دولار واستغرق تطويره أكثر من 30 عامًا. لحسن الحظ ، فإن هذا الالتزام على وشك أن يؤتي ثماره.

PurePower PW1000G: أكثر كفاءة في استهلاك الوقود بنسبة 16 في المائة و 75 في المائة أكثر هدوءًا

محرك PurePower PW1000G هو بالضبط ما طلبته صناعة الطيران التي تعاني من ضائقة دائمة. إنه يعمل بشكل أنظف ، وأكثر رشاقة ، وأكثر هدوءًا من أي شيء حدث من قبل. بادئ ذي بدء ، فإن حرق الوقود أقل بنسبة 16 في المائة من أي محرك آخر في السوق ، ومع وقود الطائرات حاليًا حوالي 3 دولارات للغالون ، فإن المدخرات تعادل ما يقرب من 1.2 مليون دولار لكل طائرة ، سنويًا.

كما أنها تستخدم تصميم غرفة الاحتراق التي تصدر انبعاثات أقل بنسبة 50٪ من معايير الانبعاث CAEP / 6 ، والتي تعد أصعب معيار في الصناعة. وإذا كنت مثلي وتعيش تحت مسارات الطيران في المطارات الرئيسية ، فإن التخفيض بنسبة 75٪ في الضوضاء الأرضية سيكون بالتأكيد هدية.

يعتمد محرك PurePower على تصميم المروحة التوربينية الموجهة ، وهو ليس مفهومًا جديدًا. حتى الآن ، على الرغم من ذلك ، لم يتمكن أحد من بناء واحدة كبيرة بما يكفي لاستيعاب متطلبات الدفع العالية لصناعة الطيران التجارية. ومع الموثوقية الأسطورية لمحركات P&W ، فإنها أيضًا لا تعاني من مشكلات الموثوقية الشائعة بين العديد من تصميمات المروحية المروحية السابقة.

يمكن أن يوفر التصميم الجديد لشركة P&W ما يصل إلى 40000 رطل من الدفع ، حتى الآن. وهذا يسمح لمحركات PurePower بأن تشمل سوق الطائرات ضيقة البدن بالكامل. إن النجاح المؤكد لهذا المحرك سيشهد بالتأكيد توسعه ليشمل سوق الجسم العريض. نظرًا لوجود دراسات التصميم لهذا التطبيق بالفعل ، فإن الأمر مجرد مسألة وقت قبل أن يقوم واضعو الإطارات بسحب الزناد.

بالطبع ، العديد من التفاصيل الفنية ملكية. في الواقع ، السرية المحيطة بالمحرك شديدة للغاية لدرجة أنك تتوقع أن ترى الرجل الذي يدخن السجائر من ملفات X يقف في الخلفية في المؤتمر الصحفي. حتى جهات الاتصال الخاصة بي في إيست هارتفورد صامتة كسناتور أمام هيئة محلفين كبرى. ومع ذلك ، لا تزال هناك معلومات جيدة كافية لإثارة إعجاب رأس التروس الأكثر تميزًا.

بالنسبة للمبتدئين ، فإن مروحة التوربو الموجهة ، كما يوحي الاسم ، هي محرك توربيني مع محرك تروس. في حالة PurePower ، يسمح محرك الأقراص للمروحة الرئيسية بالدوران أبطأ بنسبة 30 بالمائة من المروحة التوربينية التقليدية. حتى الآن ، كان محرك التروس هو السبب وراء عدم وصول التصميم إلى نطاق أكبر. تم حل هذه العقبة من خلال تطوير P&W لصندوق تروس خفيف الوزن وموثوق للغاية يُقال إنه يحتوي على نظام تشحيم متطور - وهو السبب الرئيسي لموثوقيتها وأدائها. ومع ذلك ، فإن محرك التروس هو مجرد واحدة من الحيل التي تمتلكها P&W في جعبتها. تعني المروحة الرئيسية الأكبر والأقل سرعة أن ضاغط الضغط المنخفض (LPC) يعمل بسرعات أعلى ، مما يتطلب مراحل أقل. تتطلب المحركات التوربينية عادةً ستة أو سبع مراحل من LPC ؛ يستخدم PurePower ثلاثة فقط. هذا هو الحد من 1500 ريش. تعني سرعة الدوران الأسرع أيضًا أن الهواء الداخل إلى ضاغط الضغط العالي (HPC) يتحرك تحت ضغط أكبر. المراحل الثماني من HPC هي أيضًا أقل بكثير مما توجد عادة في المروحة التوربينية القياسية.

بالنسبة لـ HPC ، يسود الابتكار اليوم. يستخدم النظام مراحل أقل ، تتكون من دوارات ذات ريش متكاملة أو IBRs بدلاً من الشفرات المنفصلة وأقراص الضاغط. يُعرف أيضًا باسم blisks ، وهو عبارة عن دوار من قطعة واحدة مع قرص وشفرات مدمجة في هيكل واحد. يستخدم جهاز الاحتراق أيضًا نظام الجدار العائم داخل غرفة الاحتراق الحلقي. تم نشر هذه التقنية بالفعل في محركات P&W المستخدمة في F-22 Raptor: وهي تتكون من سلسلة من الألواح المعزولة حرارياً المكونة من مادة عالية الكوبالت مقاومة للأكسدة. هناك فوائد أكبر على جانب التوربينات. يتطلب التوربين منخفض الضغط (LPT) ثلاث مراحل فقط على عكس التسعة التي كانت تتطلبها تصاميم P&W السابقة. هذا يساوي 3500 ريش مروحة أقل.

PurePower Top Standard Turbo Fan القاعدة السفلية

عند الحديث عن شفرات المروحة ، هناك سر آخر يستحق Mulder & Scully: تستخدم P&W بنية هجينة معدنية مجوفة لشفرات المروحة تم تطويرها خلف الباب الحديدي في إيست هارتفورد. كما هو متوقع ، تظل طرق التصنيع والتكوين سرا.

تعد شفرات المروحة المجوفة ميزة مميزة لشركة P&W - حيث يقلل التصميم المبتكر من وزن الشفرة مع الحفاظ على نفس القوة التي تتمتع بها الوحدات الأثقل بكثير.

كل ما هو معروف عن شفرات التوربينات الملائمة لشركة P&W هو أنها تتكون من سبائك فائقة ، مع طلاءات حاجز حراري وخاصية تبريد متقدمة تم تطويرها من أجل F-35 Lightning. تسمح هذه الميزات لـ PurePower's HPT بالعمل بشكل أسرع وأسرع من أي شيء آخر تم تطويره على الإطلاق. عندما سألت صديقًا عن مدى جاذبيتي ، كان كل ما يمكنني الحصول عليه هو هز كتفي والإجابة "مثيرة حقًا". حسنًا ، لذلك سأكتشف متى أصبحت قديمة.

شفرات PurePower HPT مستعارة من F-35

يستخدم PurePower HPT شفرات مطورة لمحرك P&W F135 المنتشر في F-35. هذا المحرك يحمل الرقم القياسي العالمي لأشهر جهاز احتراق وتوربينات تم تشغيله على الإطلاق.

تعتبر انبعاثات أكاسيد النيتروجين المنخفضة لهذا المحرك جزءًا لا يتجزأ من HPT وجهاز الاحتراق ؛ كما أنها مسؤولة عن تقليل الضوضاء بنسبة 75 بالمائة.

تم تصميم جهاز الاحتراق ، المسمى TalonX ، بالاشتراك مع وكالة ناسا ويعتمد على دورة الاحتراق الغنية بالتبريد والرشاقة الخاصة بوكالة الفضاء. في هذا التصميم ، يتم التحكم في الانبعاثات من خلال منطقة إخماد الجزء الثابت للمرحلة الأولى قبل المرحلة الأولى من شفرات HPT.

الميزة الأساسية لجميع هذه الابتكارات هي وجود أجزاء أقل متحركة. تعني الأجزاء الأقل صيانة أقل وساعات أطول في الهواء. بالنسبة لصناعة الطيران ، فإن عائد الاستثمار لا يحتاج إلى تفكير. شيء آخر يجب مراعاته هو أن هذا محرك جديد تمامًا ؛ حتى مع التقلبات المتأصلة في صناعة الطيران ، فإن P&W لديها بالفعل طلبيات لـ 7000 وحدة قادمة من أكثر من 70 عميلًا في أكثر من 30 دولة.

ترمز بعد نظر برات آند ويتني والتزامها ومثابرتها إلى الخصائص التي بنت الصناعة الأمريكية ، وستعود بالتأكيد شركة P&W إلى الصدارة في صناعة الطيران.

للبقاء على اطلاع دائم بما يحدث في الصناعة ، اشترك في النشرة الإخبارية لدينا.