Trent 7000和Trent 1000發(fā)動機(jī)的技術(shù)改裝包發(fā)展現(xiàn)狀

■ Guy Norris

去年，由于Trent 1000 發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)和渦輪葉片的耐久性問題導(dǎo)致裝配有該型號發(fā)動機(jī)的波音787 飛機(jī)出現(xiàn)了停飛的情況，Trent 7000 發(fā)動機(jī)作為Trent 1000 發(fā)動機(jī)的衍生型號也面臨同樣的問題。為了解決Trent 7000 發(fā)動機(jī)和Trent 1000 發(fā)動機(jī)的耐久性問題，羅羅公司針對這兩款發(fā)動機(jī)研發(fā)了技術(shù)改裝包，目前該技術(shù)改裝包已經(jīng)應(yīng)用于Trent 7000 發(fā)動機(jī)上。波音公司也計劃到今年底完成改裝后Trent 1000 發(fā)動機(jī)在波音787 飛機(jī)上的審定工作。

去年，波音787 飛機(jī)因Trent 1000發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)和渦輪葉片的耐久性問題而被迫停飛，Trent 7000 發(fā)動機(jī)作為Trent 1000 發(fā)動機(jī)的衍生型號也面臨同樣的問題。為此，羅羅公司針對這兩款發(fā)動機(jī)研發(fā)了技術(shù)改進(jìn)方案，希望到2025 年后這兩款發(fā)動機(jī)的在翼時間能夠延長一倍。該技術(shù)改進(jìn)方案的核心是羅羅公司推出的一個針對現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的技術(shù)改裝包，該技術(shù)改裝包的目的是提高高壓渦輪葉片的壽命，因為高壓渦輪葉片是發(fā)動機(jī)上的時壽件（LLP），在到達(dá)壽命上限之前要進(jìn)行更換。該技術(shù)改裝升級包已在空客A330neo 系列飛機(jī)(Trent 7000 是該機(jī)型的唯一發(fā)動機(jī)）上投入使用。

羅羅民用航空營銷高級副總裁皮爾斯·基伍德（Piers Keywood）表示，羅羅公司對高壓渦輪葉片和葉片上的冷卻空氣布局進(jìn)行了重新設(shè)計，新構(gòu)型高壓渦輪葉片表面的氣膜冷卻效果比舊構(gòu)型葉片更加優(yōu)異，金屬葉片的降溫效果顯著，能夠有效延長發(fā)動機(jī)的在翼時間。新構(gòu)型高壓渦輪葉片還包括一些其他的改變，這些改變在葉片送修時都可以通過改裝實現(xiàn)，可以直接納入到整套葉片送修工作包中。

去年，波音787 飛機(jī)因Trent 1000 發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)和渦輪葉片的耐久性問題而被迫停飛。

皮爾斯·基伍德還指出，冷卻空氣的質(zhì)量流量和排氣量的增加對于燃油的影響微乎其微，因為這款發(fā)動機(jī)的耗油率很低。技術(shù)改裝包能夠有效延長發(fā)動機(jī)的在翼時間，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)制造商和發(fā)動機(jī)運(yùn)營商的雙贏。

具體到該技術(shù)改裝包的核心——新構(gòu)型的高壓渦輪葉片。第一，新構(gòu)型的高壓渦輪葉片的氣動外形保持不變，但在葉片的中間翼弦區(qū)域增加了冷卻孔，并且所有的冷卻孔都進(jìn)行了擴(kuò)大，這就使得新構(gòu)型的高壓渦輪葉片的冷卻氣流增加40%，溫度降低45℃(113 ℉)，從而實現(xiàn)葉片使用壽命的延長。第二，為了從壓氣機(jī)引入更多的空氣冷卻高壓渦輪葉片，新構(gòu)型高壓渦輪葉片的葉根部分冷卻孔更大，在不影響葉片整體外部幾何形狀的情況下，增加了葉片冷卻氣流流量。

羅羅公司對高壓渦輪葉片及其冷卻布局進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計對比。

結(jié)合了去年EASA 批準(zhǔn)的耐久性增強(qiáng)改裝包的全新Trent 7000 發(fā)動機(jī)。

此外，配套的技術(shù)改裝還包括發(fā)動機(jī)控制軟件的升級、新構(gòu)型燃油噴嘴的應(yīng)用以及高流量燃燒室后內(nèi)罩(combustor rear inner casing)的應(yīng)用。升級的發(fā)動機(jī)控制軟件改善了燃燒室點火模式和渦輪氣體溫度調(diào)節(jié)邏輯，其中渦輪氣體溫度調(diào)節(jié)是通過燃油控制單元實現(xiàn)的；應(yīng)用新構(gòu)型燃油噴嘴的目的在于改善發(fā)動機(jī)的排放；改進(jìn)高流量燃燒室后內(nèi)罩，使沖擊高壓渦輪葉片的燃?xì)馑俣雀?，高壓渦輪的功率更大。

該改裝包的實施計劃分為三個階段，在未來兩年內(nèi)，通過逐步取消時壽限制和檢查要求以增加發(fā)動機(jī)的在翼時間。羅羅公司計劃通過不斷改進(jìn)和完善葉片設(shè)計，提高葉片的可靠性和耐久性，逐步取消葉片時壽限制，把高壓渦輪葉片由時壽件變?yōu)橐暻楦鼡Q部件。

對于羅羅公司而言，F(xiàn)AA 對Trent 1000 TEN 的高壓渦輪葉片的審定將標(biāo)志著新構(gòu)型的高壓渦輪葉片即將投入商業(yè)運(yùn)營。在此之前，高壓渦輪葉片出現(xiàn)了腐蝕和早期疲勞損傷的情況，羅羅公司投入巨額資金進(jìn)行了長時間的技術(shù)改進(jìn)后才重新獲取FAA 的審定。在2017-2023 年期間，羅羅公司在渦輪葉片技術(shù)改進(jìn)工作中投入了約23 億英鎊(約29億美元)。

雖然羅羅公司最初希望在2020 年能夠?qū)rent 1000 發(fā)動機(jī)重新投到波音787 的生產(chǎn)中，但實際的進(jìn)展并不理想。一方面，該型號發(fā)動機(jī)的最初表現(xiàn)沒有達(dá)到預(yù)期效果，因此不得不進(jìn)行重新設(shè)計，并推遲了發(fā)動機(jī)技術(shù)升級計劃；另一方面，在2018 年和2019 年波音737MAX 事故發(fā)生后，波音公司的飛機(jī)審定工作放緩，F(xiàn)AA 對于波音787的審定日程也被推遲。波音公司的各個型號的飛機(jī)都面臨著審定延遲的情況，目 前 波 音737-7、737-10 和777X 項 目的進(jìn)展都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于原計劃。波音公司希望在未來幾個月內(nèi)完成裝配有改裝后Trent 1000 發(fā)動機(jī)的波音787 飛機(jī)的審定工作。

2022 年8 月，歐洲航空安全局(EASA)對裝配有完成技術(shù)改裝的Trent 7000 的空客A330neo 進(jìn)行了審定，并且科威特航空公司(Kuwait Airways)成為了運(yùn)營羅羅技術(shù)升級款Trent 7000 型發(fā)動機(jī)的初始運(yùn)營商。

2022 年，羅羅民用航空總裁成克睿（Chris Cholerton）在評論高壓渦輪風(fēng)扇葉片項目被推遲一事時表示，“項目推遲也有好的一面，在推遲期間，我們一直不斷地對于高壓渦輪風(fēng)扇葉片進(jìn)行測試，甚至進(jìn)行了一次非?？量痰难h(huán)耐久測試，測試的實際表現(xiàn)比設(shè)計的預(yù)期更好，從葉片的生命周期來看，項目在推遲期間進(jìn)行的設(shè)計改進(jìn)對于葉片壽命的延長是非常有意義的。” 成克睿所說的循環(huán)耐久性測試比正常發(fā)動機(jī)工作要求更高，即相當(dāng)于4000 次飛行或連續(xù)運(yùn)行5 年。這個測試給了羅羅公司足夠的信心向全世界證明其發(fā)動機(jī)耐久性水平。

皮爾斯·基伍德認(rèn)為，對于羅羅公司的業(yè)務(wù)來說，此項葉片技術(shù)改進(jìn)包的推出意義重大，不僅向客戶提供了符合客戶期望的發(fā)動機(jī)，還有助于向客戶推銷羅羅公司的TotalCare 服務(wù)協(xié)議。

羅羅公司聲稱，針對Trent 7000 發(fā)動機(jī)和Trent 1000 發(fā)動機(jī)的技術(shù)改進(jìn)方案能夠很好地滿足航空公司對發(fā)動機(jī)長時間在翼服役能力的期望，羅羅公司想通過這個技術(shù)改進(jìn)方案重建因為波音787 發(fā)動機(jī)問題給羅羅公司帶來的商譽(yù)損傷和市場份額縮減，而且能夠向全球的航空業(yè)展示羅羅公司在致力于持續(xù)提高發(fā)動機(jī)耐久性方面的決心和為了創(chuàng)造互利雙贏的客戶關(guān)系而做出的努力。