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一台可靠发动机要经历的“千锤百炼”

一台可靠发动机要经历的“千锤百炼” 罗尔斯罗伊斯
2023-04-20
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导读:凭借严苛的多重测试,确保超高可靠性

当你在长途飞行时,你可能沉浸在机上的娱乐活动中,吃点东西,或者只是想睡一觉来迎接接下来的行程。在飞行途中,你可能从未考虑过飞机发动机的情况。


与此同时你可能穿过了不同的时区,越过沙漠、大海、雨雪,甚至穿过风暴。飞机常常要在极端条件下飞行,因此发动机除了高效、安静和可靠之外,还需要应对极端天气带来的挑战。为约一半的宽体飞机提供动力的罗罗的发动机,则能够做到这些。


为此,我们对发动机进行极端条件下的测试,在我们遍布全球的最先进的测试站点,通过实物和数字化的测试将发动机推向极限。


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我们让发动机经历极寒考验

虽然客舱内的温度问题可能只是空调开得太大了,但在一万多米的高空中,气温可低至零下60摄氏度。在极寒条件下,发动机前部可能会结冰,我们的发动机设计可以确保在这种冰晶积累到可能对发动机运行造成影响之前,就被安全地移除掉。


我们将发动机带到加拿大北部马尼托巴省的GLACIER基地,并对其进行一系列测试,以将我们的设计推向极致。我们还在极寒条件下启动发动机,此时,发动机中的油液比糖浆还要粘稠。在试验基地测试的过程中,时常能在空中见到北极光,但测试团队却无暇欣赏美景,因为在测试期间,他们需要定期进入室内休息以确保身体不会失温。


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我们让发动机模拟暴雨洗礼

每天都会有飞机在大雨和风暴中起飞、降落,或是穿行,这是飞行的重要组成部分。发动机为应对雨季和大风做了充足的准备。然而,在极端条件下,例如在冰雹天气中,融化后的冰水混合物有可能会进入发动机的核心机,这可能导致发动机熄火。为防止这种危险情况的发生,我们对发动机开展注水测试,以确保它即使遇到在运行中可能面临的最严峻条件,也能够保持稳定并继续运行。


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我们让发动机不停运转

我们让发动机经历艰苦的耐久马拉松,确保它们能够日复一日地为高强度、超长距离的航线提供动力。遄达XWB为目前世界上最长的美国纽瓦克-新加坡航线提供动力,飞行时长通常是18小时,要经历一系列不同的天气条件。随着航空业的下一个前沿领域的到来,为了满足航空公司考虑运营超远程航班的需求,我们将继续测试遄达XWB的极限。最近在泰国进行的耐久测试中,我们模拟了相当于连续1000多次超远航程飞行,监测其各部件的表现。


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我们让发动机经受强风冲击

侧风会猛烈地横穿过飞机的行进方向,使其难以起飞和降落。更有甚者,侧风产生的湍流会导致风扇叶片振动,存在潜在的危险。虽然飞行员训练有素,可以在强侧风中操纵飞机,但我们需要确保发动机能够不受穿过其前方的空气影响,继续安全运行。我们将发动机带到美国密西西比州斯坦尼斯航天中心,测试其在最强阵风条件下的极限能力。


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我们挑战发动机静音极限

如今的飞机明显比20年前的更安静,与整个航空业一起,我们正在努力实现环保目标。到2050年,与20年前相比我们将把噪音降低65%。新改进的技术意味着遄达1000和遄达XWB等发动机比以往更安静。这对机场周围的当地居民来说更友好,对于客舱内的乘客来说,则可以在最新的飞机上享受着近乎静谧的时光。


各地监管部门对飞机噪音有着严格的规定,为此,我们一丝不苟地测量发动机发出的声音。在斯坦尼斯航天中心,我们将麦克风放置在发动机试车台周围,可以监测发动机从低功率到最高功率运行时的噪声变化。我们在发动机进气道处安装了一个像巨型高尔夫球的装置,以确保地面空气湍流不会影响发动机噪音监测。


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我们让发动机承受终极考验

发动机是令人惊叹的工程杰作,能够承受世界上最恶劣的条件。现代飞行一项巨大的成就是,即使在一台发动机停车的情况下,飞机也可以仅用一台发动机飞行,并备降到附近的机场。我们持续改善发动机设计,以便它们能够承受各种意外事件,例如鸟击,或者发动机的风扇叶片飞脱(这是非常罕见的),我们的发动机可将扇叶碎片包容在风扇机匣内,避免损伤飞机其它部位。在飞行过程中,这意味着飞行员可以安全地关闭发动机,继续前往最近的机场。

↑↑↑了解风扇叶片飞脱测试


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我们将发动机送入天空翱翔

我们在地面上进行许多测试,无论是在德国、加拿大还是在密西西比州的沼泽地。在这些地方,我们在可控环境中模拟不同的条件。同时我们也会在飞行试验台上,在实际飞行过程中测试发动机。在亚利桑那州图森市的测试基地,飞行测试工程师在改装的波音 747-200 上测试我们的发动机。这在新产品研发过程中贡献颇多,使我们能够在空中测试新技术并监控其表现。


但是,随着我们下一代发动机的研发,我们需要新一代飞行试验台。我们正在将一架波音 747-400 改装为我们下一代民用和公务航空发动机的第二个飞行测试台。新的飞行测试台使我们能够在比以往更高的高度和更快的速度下测试我们的发动机。通过它产生的大量的数据,可以使试飞员和工程师通过对海量数据的分析来更好地验证新技术。


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我们以数字化的方式测试发动机

展望未来,我们正在将我们的测试提升到一个新的高度,因为我们正致力于用更加数字化的形式,打造世界上最清洁、最高效的动力。


虽然我们将继续对发动机进行实体测试,但我们也在利用数字技术,收集大量的数据,使我们能够通过使用数字孪生技术来预测发动机在其整个生命周期中的运行模式。我们已经成功地利用了这一技术来进行模拟测试,例如“风扇叶片飞脱”测试。


我们在发动机测试上大量投入。2020年在英国德比投资的80号试车台已经正式投入使用,它是目前全球最大、最智能的试车台,我们的最终目标是:创造最清洁、最高效的动力形式,从起飞到着陆,你都无需担忧。


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罗尔斯-罗伊斯是进步的力量:助力世界,守护全球,连接彼此。一百多年来,我们始终引领创新。我们卓越的工程技术助力陆海空关键应用。
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