เกี่ยวกับเทคโนโลยีเครื่องยนต์ไอพ่นที่ทันสมัย

แม้ว่าคอนเนตทิคัตอาจไม่เป็นที่รู้จักในฐานะแหล่งผลิต แต่ความจริงก็คือรัฐเป็นบ้านของผู้เล่นรายใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรม รวมถึง Kaman, Praxair, Sikorsky, Gerber Scientific และอื่นๆ อีกมากมาย

หนึ่งในบริษัทเหล่านั้น — Pratt & Whitney — เพิ่งเปิดตัวตระกูลเครื่องยนต์ไอพ่นที่ก้าวล้ำ

โนอาห์ เว็บสเตอร์ ชายผู้อยู่เบื้องหลังพจนานุกรมเว็บสเตอร์และอดีตผู้พำนักอาศัยในคอนเนตทิคัต ระบุว่าพื้นที่นี้เป็นอุตสาหกรรมที่ประหยัดและประหยัด อาจไม่น่าแปลกใจเลยที่คุณลักษณะเหล่านี้เป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของการผลิตเครื่องยนต์เจ็ทในตระกูล Pure Power รุ่นใหม่ของ Pratt & Whitney วิศวกรรมที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้มี ค่าใช้จ่าย P&W มากกว่า 10 พันล้านดอลลาร์และใช้เวลากว่า 30 ปีในการพัฒนา โชคดีที่คำมั่นสัญญานี้กำลังจะหมดไป

PurePower PW1000G: ประหยัดน้ำมันขึ้น 16 เปอร์เซ็นต์และเงียบขึ้น 75 เปอร์เซ็นต์

เครื่องยนต์ PurePower PW1000G เป็นสิ่งที่อุตสาหกรรมสายการบินที่ผูกขาดมาตลอดสั่ง วิ่งได้สะอาดกว่า เพรียวบาง และเงียบกว่าที่เคยเป็นมา ในการเริ่มต้น การเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้นน้อยกว่าเครื่องยนต์อื่นๆ ในตลาดถึง 16 เปอร์เซ็นต์ และด้วยน้ำมันเครื่องบินในปัจจุบันที่ประมาณ 3 ดอลลาร์ต่อแกลลอน ซึ่งประหยัดได้เกือบ 1.2 ล้านดอลลาร์ต่อเครื่องบินต่อปี

นอกจากนี้ยังใช้การออกแบบเตาเผาที่ให้การปล่อยมลพิษต่ำกว่ามาตรฐานการปล่อย CAEP/6 ถึง 50% ซึ่งเป็นมาตรฐานที่เข้มงวดที่สุดในอุตสาหกรรม และถ้าคุณเป็นเหมือนฉันและอาศัยอยู่ใต้เส้นทางบินของสนามบินหลัก เสียงกราวด์ที่ลดลง 75% จะเป็นของกำนัลอย่างแน่นอน

PurePower มีพื้นฐานมาจากการออกแบบเทอร์โบแฟนแบบมีเกียร์ ซึ่งไม่ใช่แนวคิดใหม่ จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครสามารถสร้างอาคารที่มีขนาดใหญ่พอที่จะรองรับความต้องการที่มีแรงผลักดันสูงของอุตสาหกรรมสายการบินพาณิชย์ได้ และด้วยความน่าเชื่อถือระดับตำนานของเครื่องยนต์ P&W จึงไม่เกิดปัญหาด้านความเชื่อถือได้ซึ่งพบได้บ่อยในรุ่นเทอร์โบแฟนที่มีเกียร์รุ่นก่อนๆ

การออกแบบใหม่ของ P&W สามารถให้แรงขับได้ถึง 40,000 ปอนด์ ซึ่งช่วยให้เครื่องยนต์ PurePower ครอบคลุมตลาดเครื่องบินลำตัวแคบทั้งหมด ความสำเร็จที่แน่นอนของเครื่องยนต์นี้จะทำให้มีการขยายไปสู่ตลาดลำตัวกว้างอย่างแน่นอน เนื่องจากการศึกษาการออกแบบสำหรับแอปพลิเคชันนี้มีอยู่แล้ว จึงเป็นเพียงเรื่องของเวลาก่อนที่ air-framers จะเหนี่ยวไก

แน่นอนว่ารายละเอียดทางเทคนิคหลายอย่างเป็นกรรมสิทธิ์ อันที่จริง ความลับรอบๆ เครื่องยนต์นั้นแน่นหนาจนคุณคาดไม่ถึงว่าจะได้เห็นชายสูบบุหรี่จาก X-Files ยืนอยู่ด้านหลังในงานแถลงข่าว แม้แต่ผู้ติดต่อของฉันในอีสต์ฮาร์ตฟอร์ดก็ยังปากแข็งในฐานะสมาชิกวุฒิสภาต่อหน้าคณะลูกขุนใหญ่ อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อมูลที่ดีเพียงพอที่จะสร้างความประทับใจให้กับหัวเกียร์ที่ฉลาดที่สุด

สำหรับผู้ที่ไม่ได้ฝึกหัด พัดลมเทอร์โบแบบมีเกียร์ตามชื่อหมายถึงเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนที่มีระบบขับเคลื่อนเกียร์ ในกรณีของ PurePower ไดรฟ์ช่วยให้พัดลมหลักหมุนได้ช้ากว่าพัดลมเทอร์โบทั่วไปถึง 30 เปอร์เซ็นต์ จนถึงปัจจุบัน การขับเคลื่อนด้วยเกียร์เป็นเหตุผลที่การออกแบบไม่เคยทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้น อุปสรรคนี้แก้ไขได้ด้วยการพัฒนากระปุกเกียร์น้ำหนักเบาที่ไว้วางใจได้สูงของ P&W ว่ามีระบบหล่อลื่นที่ล้ำสมัย ซึ่งเป็นเหตุผลหลักสำหรับความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ระบบขับเคลื่อนเกียร์เป็นเพียงหนึ่งในกลอุบายที่ P&W นำเสนอ พัดลมหลักที่มีความเร็วต่ำและใหญ่ขึ้นหมายความว่าคอมเพรสเซอร์แรงดันต่ำ (LPC) ทำงานด้วยความเร็วสูงขึ้นและต้องใช้ขั้นตอนน้อยลง โดยทั่วไปแล้ว Turbofans ต้องการ LPC หกหรือเจ็ดขั้นตอน; PurePower ใช้เพียงสามอย่างเท่านั้น นั่นคือการลดใบมีด 1,500 ใบ ความเร็วในการหมุนที่เร็วขึ้นยังหมายถึงอากาศที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์แรงดันสูง (HPC) กำลังเคลื่อนที่ภายใต้แรงดันที่มากขึ้น แปดขั้นตอนของ HPC ยังน้อยกว่าปกติในเทอร์โบแฟนมาตรฐาน

สำหรับ HPC นวัตกรรมครองโลก ระบบใช้ขั้นตอนน้อยลง ซึ่งประกอบด้วยโรเตอร์แบบมีใบมีดในตัวหรือ IBR แทนการใช้ใบพัดและแผ่นคอมเพรสเซอร์แยกกัน หรือที่เรียกว่าบลิสก์ นี่คือโรเตอร์ชิ้นเดียวที่มีดิสก์และเบลดรวมอยู่ในโครงสร้างเดียว เตาเผายังใช้ระบบโฟลตวอลล์ภายในห้องเผาไหม้วงแหวน เทคโนโลยีนี้ได้ถูกนำไปใช้ในเครื่องยนต์ P&W ที่ใช้ใน F-22 Raptor: ประกอบด้วยชุดแผงแยกความร้อนที่ประกอบด้วยวัสดุโคบอลต์สูงที่ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน มีประโยชน์ที่ใหญ่กว่าในด้านกังหัน กังหันแรงดันต่ำ (LPT) ต้องการเพียงสามขั้นตอน ซึ่งต่างจากเก้าขั้นตอนที่ต้องใช้การออกแบบ P&W รุ่นก่อนหน้า ซึ่งเท่ากับจำนวนใบพัดที่น้อยลง 3,500

ฐานพัดลมเทอร์โบมาตรฐาน PurePower Top

เมื่อพูดถึงใบพัดลม มีความลับอีกอย่างที่คู่ควรกับ Mulder & Scully: P&W ใช้โครงสร้างใบพัดแบบกลวงโลหะแบบไฮบริดใหม่ที่พัฒนาขึ้นหลังประตูเหล็กใน East Hartford วิธีการผลิตและองค์ประกอบยังคงเป็นความลับ

ใบพัดลมแบบกลวงเป็นคุณลักษณะเฉพาะของ P&W — การออกแบบที่เป็นนวัตกรรมใหม่ช่วยลดน้ำหนักของใบมีดในขณะที่ยังคงความแข็งแรงเท่าๆ กับยูนิตที่หนักกว่ามาก

สิ่งที่ทราบเกี่ยวกับใบพัดกังหันที่เหมาะสมของ P&W คือประกอบด้วยซุปเปอร์อัลลอยด์ พร้อมเคลือบป้องกันความร้อนและคุณสมบัติการระบายความร้อนขั้นสูงที่พัฒนาขึ้นสำหรับ F-35 Lightning คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้ HPT ของ PurePower ทำงานได้เร็วขึ้นและเร็วกว่าสิ่งอื่นใดที่เคยมีการพัฒนา เมื่อฉันถามเพื่อนว่าร้อนแรงแค่ไหน ฉันทำได้แค่ยักไหล่และตอบว่า "ร้อนแรงจริงๆ" โอเค ฉันจะหาให้ว่ามันล้าสมัยเมื่อไหร่

ใบมีด PurePower HPT ที่ยืมมาจาก F-35

PurePower HPT ใช้ใบมีดที่พัฒนาขึ้นสำหรับเครื่องยนต์ P&W F135 ที่ใช้ใน F-35 เครื่องยนต์นี้ถือเป็นสถิติโลกสำหรับการเผาไหม้และกังหันที่ร้อนแรงที่สุดเท่าที่เคยมีมา

การปล่อย NOx ต่ำของเครื่องยนต์นี้เป็นส่วนหนึ่งของ HPT และสันดาป นอกจากนี้ยังรับผิดชอบในการลดเสียงรบกวนลง 75 เปอร์เซ็นต์

เตาเผาชื่อ TalonX ได้รับการออกแบบร่วมกับ NASA และมีพื้นฐานมาจากวัฏจักรการเผาไหม้ที่ดับสนิทของหน่วยงานอวกาศ ในการออกแบบนี้ การปล่อยมลพิษจะถูกควบคุมโดยโซนดับของสเตเตอร์สเตเตอร์ขั้นแรกก่อนเบลด HPT สเตจแรก

ข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าของนวัตกรรมเหล่านี้คือมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่ามาก ชิ้นส่วนที่น้อยลงหมายถึงการบำรุงรักษาน้อยลงและใช้เวลาอยู่ในอากาศนานขึ้น สำหรับอุตสาหกรรมการบิน ROI นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย สิ่งที่ต้องพิจารณาอีกประการหนึ่งคือนี่คือเครื่องยนต์ใหม่ล่าสุด ถึงแม้ว่าอุตสาหกรรมการบินจะไม่ค่อยดีนัก แต่ P&W ก็มีคำสั่งซื้อแล้ว 7,000 เครื่องจากลูกค้ากว่า 70 รายในกว่า 30 ประเทศ

การมองการณ์ไกล ความมุ่งมั่น และความอุตสาหะของ Pratt & Whitney เป็นสัญลักษณ์ของลักษณะเฉพาะที่สร้างอุตสาหกรรมของอเมริกา และจะนำ P&W กลับมาสู่ความเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศอย่างแน่นอน

หากต้องการติดตามสิ่งที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรม โปรดสมัครรับจดหมายข่าวของเรา