在楊輝同勞斯見面的當天,楊輝帶着勞斯一行人看了從624所運過來的核心機實體,那高溫炙烤過後的金屬色澤是不可能造假的,隨着核心機一起的還有這臺核心機的在624所的履歷,詳細的列出了這臺核心機用作了那些測試、測試時間多久、以及最後還剩下多久的使用壽命等數據。
現在看到的這些,就是西南科工可以對mtu公開的資料,mtu終於對西南科工這邊的技術能力有了一個更加深入的認識,也算是可以將心裡的擔心放下。
既然西南科工都帶着mtu方面看了這臺關鍵的核心機設備,在勞斯的邀請之下,西南科工自然也要去看看mtu這個聯邦德國動力巨頭負責研發的部分。
不同於西南科工的核心機是一臺整體性的設備,mtu負責研製的這些冷端部件都是需要和核心機裝配到一起成爲完整的發動機之後才能看出整體效果,現在mtu帶來的這些部件都是散裝狀態。
“楊,現在你所看到的就是mtu公司近三年以來潛心研製的各種配套零部件,在大直徑低壓風扇設計技術上,我們同世界著名的西門子公司燃氣輪機分公司合作,西門子公司有設計、製造大功率燃氣輪機的經驗,設計這種風扇他們也有些獨到的經驗。
說着,勞斯就把楊輝帶到了這具裝配成整體的風扇旁,雖然這包裝箱很大,但依然掩蓋不住這風扇葉片的耀眼光芒。
伸出手,拿起放在風扇一片散裝的葉片,又仔細觀摩着葉片的不同之處,最後得出一個結論到是讓楊輝有些不解。
“這葉片應該是使用鈦合金製造的,不過看這重量似乎使用的是實心設計,這種設計和現在國際主流的空心設計是不是有些脫節?”
楊輝這話問題的是非常有水平,在國際的先進大涵道比渦輪風扇噴氣式航空發動機製造中,風扇葉片大都是在使用更加先進的空心葉片、或者探索複合材料葉片。這種設計的好處是非常之多。
一方面,可以有效的降低發動機的重量,增加一點推重比,雖然這風扇葉片是使用鈦合金製造。但即便是空心製造的葉片,最終也節約不了多少重量,但好在是聊勝於無。
然而這種空心葉片的製造、維護成本所帶來資金壓力,實際上是遠遠高於使用了這種空心葉片所帶來那麼一點點減重優勢。
真正讓大涵道比渦輪風扇的發動機的風扇在製造中使用了這種空心設計的原因,這又不得不再次說到羅羅當年研製rb211發動機。
要說羅羅研製的這款經典之作。所採用的衆多先進技術之中不僅僅有到了兩千年之後依然讓人流口水的三轉子設計,這款發動機還是大涵道風扇設計的有力踐行者。
而要說使用到這先進的大涵道比風扇設計,原因還是因爲在高達二十噸的推力要求之下,就要求發動機要做得更大,發動機做得更大的同時,風扇自然就要做到更大。
那就好了,當年困擾羅羅公司的有一大攔路虎出來了,而這一技術難題絲毫不亞於三轉子這一尖端技術,當年把羅羅公司拖垮的那些技術難題中就有這大直徑風扇製造技術。
爲什麼會有這樣的困難?這風扇葉片再大也不過就是兩米的直徑,以當時的英國機械加工製造技術應付這種問題簡直是小菜一碟。
話是這樣說。但這風扇葉片按照傳統的實心鈦合金製造出來之後,很不幸的只能說一句:對不起,這東西沒法使用。
爲什麼原本在第一代渦扇發動機機上使用好好的方法,放在第二代渦扇發動機上使用就不行了?
這原因就在於第一代和第二代民用渦扇發動機之間的涵道比差距實在太大,第一代渦扇發動機的涵道比其實是很小的,小到什麼程度呢?
第一代民用渦扇發動機的涵道比一般都在1左右的,這一時期的民用渦扇發動機中的斯貝512涵道比只有0.7,所以沒有做太大的手術直接裝上加力燃燒室,人家就可以當戰機的發動機使用,這就是大家所熟知的斯貝202發動機(渦扇9)。
而在這一時期。還有一款更加牛逼但聲名不顯的民用渦扇發動機改軍用,這就是瑞典人的薩博37雷式戰機的動力rm8發動機,這款發動機就是從大名鼎鼎的普惠jt8d民用渦扇發動機改進而來。
同樣沒有動風扇的設計,直接就裝上加力燃燒室。這樣做了一番改進之後,這款發動機的涵道比有1.05,但同樣可以用於瑞典的薩博37戰機使用,如此一來才造就了這款加力推力達到12.7噸的渦扇發動機。
舉了這些有些偏離主題的事列,單要說的只有一點,那就是早期第一代渦扇發動機的涵道比普遍都比較小。比起軍用的渦扇發動機涵道比甚至都大不了多少。
這種情況下設計的風扇自然也就不需要有多大的直徑,這一時代的渦扇發動機風扇葉片直徑都比較小。
小直徑的風扇在告訴運轉中雖然要承受離心力,但由於葉尖距離頁盤中心都比較近,風扇直徑都不用會超過1.5米,就算在轉動起來之後的葉片本身的重量加上離心力,葉片的機械強度還可以承受這加在上面的載荷。
但是,到了第二代民用渦扇發動機的時候一切就不一樣了,這時候要求發動機的大涵道比,加上這一時期的飛機都在往大的做,發動機自然也都集中在研製二十噸級別的大傢伙。
一方面爲了節約油耗,一方面又是爲了更大的推力,這就導致了羅羅公司孤注一擲地選用了更大涵道比的設計風扇設計,涵道比的確是增大了,都直接做到了5的涵道比設計。
大的涵道比設計肯定是能是增加風扇的進氣量,因爲增加風扇進氣量最合適的方法自然是增加風扇直徑,這也就是爲什麼現在人們乘坐民航飛機的時候看到的飛機發動機如此短粗的原因。
rb211作爲大涵道比二十噸級渦扇發動機的先驅,風扇直徑也不可避免的增加到了2米,這個時候再使用實心風扇葉片那就不行了。
實心風扇葉片的葉片重量加上離心力,會超過鈦合金葉片的機械強度極限,若是執意使用實心葉片,就會導致風扇在運轉中受到強大的離心力作用而斷裂,這將是一起重大的發動機設計事故。
在這種情況下,羅羅就不得不選擇把葉片做成空心蜂窩結構,然後再加上一層薄薄蒙皮。這種結構就大大的降低了葉片的重量,但這降低葉片的重量主要原因可不是爲了提高發動機的推重比,而是爲了能夠減小風扇運轉時作用在葉片上的離心力。
當然,在使用了這種空心設計之後,羅羅又在風扇的葉片形狀上進行了一些改進,從而有讓這葉片的抗外物衝擊能力提高、喘震裕度提高、減少葉片數量等等諸多優點。
總而言之,言而總之,在八十年代流行的空心風扇葉片都是因爲風扇的直徑太大的原因,若是風扇的直徑不是太大,採用這種設計那完全就是一種浪費,而現在這款7.5噸級的大涵道比渦扇的風扇直徑有必要達到兩米嗎?
完全不可能,就算做到了兩米的風扇直徑,一款小型支線客機的機翼距離地面安全高度也不可能使用這種大直徑大發動機。
這就有了勞斯的最後一句輕飄飄的結論,雖然是合作伙伴,但勞斯依然只會說結論,而上面說那些爲什麼這樣做的更深層次原因是不會說的。一方面是沒有必要,另一方面則是處於保密需要。
“七噸級別的渦扇發動機直徑最多也就不過超過1.5米,不說我們自己,就是做爲我們的對手rb715發動機風扇直徑也就是1.45米,這一數量級別的風扇直徑正好還可以實心風扇葉片而不會斷裂。”