211service.com
Mere effektiv jetmotor kommer i gear
En flymotor, der bruger et nyt gearsystem, kan mindske forureningen og øge energieffektiviteten ved flyrejser.
Skift gear: Indsugningsventilator og turbiner i PurePower-turbofanmotoren kan rotere ved forskellige hastigheder, hvilket forbedrer brændstofeffektiviteten.
amerikansk motorproducent Pratt og Whitney , som udviklede motoren, har underskrevet en aftale, der skulle se motoren i drift i 2016 på næste generation af Airbus A320. Designet lover at sænke støjforurening og dinitrogenoxidemissioner markant og reducere brændstofforbruget med op til 15 procent. Brændstofbesparelsen skulle betyde, at hvert fly vil udlede 3.600 færre tons kuldioxid årligt, siger Tom Enders , administrerende direktør og præsident for Airbus .
Det nye gearsystem afkobler motorens turbine, der drejer, mens luften strømmer igennem den, fra den store luftindtagsblæser foran, hvilket gør det muligt at køre begge med optimale hastigheder, siger Graham Webb, chefingeniør hos Pratt and Whitney's Next Generation Product Familiegruppe i East Hartford, Connecticut.
Konceptet med en gearet turbofan er ikke nyt, siger Magda Attia , en rumfartsingeniør ved Embry-Riddle Aeronautical University i Daytona Beach, Florida. De første designs til denne type motorgear går tilbage til 1980'erne. Men branchen er meget modstandsdygtig overfor forandringer, siger han. Gearkasser er tunge og berygtede for at være meget problematiske.
Hvis problemerne kan overvindes, bør belønningen i form af effektivitetsgevinster være betydelige, siger Attia. Han siger, at andre motorproducenter sandsynligvis vil følge trop og udvikle deres egne gearede systemer.
Den nye motor udviklet af Pratt og Whitney er en turbofan. Ligesom andre jetmotorer forbrænder den brændstof, når komprimeret luft ledes igennem; den resulterende luft-gasblanding udvider sig for at generere tryk. Men i en turbofanmotor tvinger en blæser foran en langsommere luft rundt om motoren og blander den med de hurtigere varme gasser for at skabe yderligere tryk.
Faktisk kommer det meste af det tryk, der genereres af en turbofanmotor, fra denne omgåede luft. Der kræves således en mindre jetmotor, så der forbrændes mindre brændstof. Pladsen omkring motoren hjælper også med at reducere støj.
Størrelsen af kammeret omkring motoren i forhold til selve motoren kaldes bypass-forholdet. Trenden i moderne motorer er at gå med højere og højere bypass-forhold, fordi de er mere effektive, siger Attia. I øjeblikket er det gennemsnitlige forhold omkring 8:1. Gearsystemet gør, at forholdet i den nye motor er 12:1.
Indsugningsventilatorerne foran på turbofanmotorer drives af turbiner, der roteres af den forbrændte gas-luftstråle. Den nye motor lader indsugningsventilatoren rotere med en tredjedel af turbinens hastighed, hvilket forbedrer fremdriftseffektiviteten. Dette gør det muligt for både [turbinen og indsugningsventilatoren] at køre med deres optimale hastigheder, siger Webb.
Designet gør det også muligt at forenkle andre elementer i motoren. Vi var i stand til at fjerne flere lavtryksturbinetrin og to lavtrykskompressortrin, siger Webb. Dette tilføjer op til mere end 1.500 færre flyveblade i motoren, hvilket reducerer vedligeholdelsesomkostningerne for flyselskaber markant.
Pratt og Whitney har testet en gearet turbofan-demonstrator siden 2008 og har gennemført mere end 75 timers testflyvninger. I løbet af de næste to år vil 15 motorer blive testet, og motorcertificering forventes i slutningen af 2012.