Rolls-Royce（劳斯莱斯/罗尔斯罗伊斯）RB211发动机介绍

singapore2011 · 发表于 2013-3-6 09:07:55

RB211-22系列
RB211的复杂性，需要一个漫长的开发和测试周期。1969年的秋天罗尔斯·罗伊斯公司是难以满足的性能保证，它已承诺：发动机推力不足，是过重的，它的油耗太高。1970年5月的：新Hyfil（一个碳（光纤）复合）风扇阶段，每一个其他测试合格后，支离破碎时，鸡被解雇了它在高速的时候。罗尔斯已开发一个局势进一步恶化钛刀片保险对困难Hyfil，这意味着额外的成本和重量。这也带来了自己的技术问题时，人们发现只有一方是正确的冶金质量为刀片制造的钛坯。
1970年9月，罗尔斯·罗伊斯公司向政府报告，开发成本的RB211已经上升到170300000英镑， -近一倍，原先的估计，而且估计生产成本现在已经超过了的售价230375英镑的每个引擎。项目陷入了危机。
1971年1月罗尔斯·罗伊斯公司已成为无力偿债，1971年2月4日被置于破产，严重危害的L-1011三星计划。由于其战略上的重要性，该公司被国有化，当时的保守党政府的爱德华·希思，让发展的RB211完成。
洛克希德本身处于弱势地位，政府要求美国政府担保的银行贷款，洛克希德需要完成的L-1011项目。如果洛克希德·（这是本身的困难削弱）失败了，市场的RB211会蒸发掉了。尽管有一些反对，美国政府提供了保证。 1971年5月，新公司名为“罗尔斯·罗伊斯公司（1971）有限公司” 罗尔斯·罗伊斯公司收购资产的接收器，不久之后签署了新的合同，洛克希德。该修订协议取消延迟交付的处罚，并增加了每台发动机的价格110000英镑。
肯尼斯·基思，被任命为挽救该公司新的董事长，说服士丹利胡克来的退休生活，回到罗尔斯。作为技术总监，他领导的一个小组的其他退休人员解决余下的问题上的RB211-22。发动机终于被证实1972年4月14日，大约一年后，比原计划，第一的三星输入的服务与东部航线于1972年4月26日。胡克于1974年被授予爵位，他的角色。
RB211服务的初始可靠性不如人们的预期，因为满足发动机的性能保证发展计划的重点。早期的交付量从后来的-22B的RB211-22C的模型，稍微降额。然而，在最初几年中服务程序的修改改善事项很大，如今它已发展成为一个高度可靠的发动机系列。

RB211-524系列
虽然最初设计为L-1011-1，知道罗尔斯·罗伊斯公司的RB211可以提供更大的推力。通过重新设计风扇和IP压缩机的，胡克的团队管理，以增加发动机的推力为50000磅（220千牛）。新版本RB211-524，将能动力的新变种L-1011，以及波音747。
罗尔斯·罗伊斯公司曾试图没有成功出售波音公司的RB211在20世纪60年代，波音公司最初选择功率在747 以上的普惠JT9D提供显着的性能和效率的提高，但新的-524 。1973年10月，波音公司同意提供的RB211-524的747-200，英国航空公司成为第一家航空公司订购这个组合在1977年投入服务的。罗尔斯继续发展的-524，-524C，提高其推力51,500磅（229,000 N），然后是53,000磅（240千牛）-524D是在1981年认证。值得注意的航空公司客户包括澳洲航空，国泰航空，卢森堡货运航空公司和南非航空公司。当波音公司推出的波音747-400更多的推力要求，和Rolls-524G额定推力58,000磅（260千牛），然后-524H 60,600回应，这是第一个版本，配备FADEC。 -524H还提供了作为第三个引擎的波音767飞机的选择上，这些输入的服务与英航在1990年2月的第一个。
这将是最终发展的-524，但劳斯莱斯遄达发动机开发的继任者时，发现它可以适应遄达700发动机的改进的HP系统-524G-524H。这些变异体更轻，并提供提高燃油效率和减少排放量他们指定-524G-T-524H-T分别。也可以升级现有的524G / H发动机的改进-T的配置，一些航空公司这样做。
-524变得越来越可靠，因为它是开发， -524H 在1993年获得180分钟ETOPS批准的767。
RB211-535系列
在20世纪70年代中期，波音公司正在考虑设计一个新的双引擎飞机，以取代其高度成功的727。随着规模的建议飞机向200增加至150名乘客，实现罗尔斯·罗伊斯公司的RB211作出调整，降低了风扇直径和消除产生必要的37,400磅的发动机，第一IP压缩机阶段（166,000Ň ）的推力。新版本的RB211-535。1978年8月31日东方航空公司和英国航空公司宣布订购的新757，采用的-535。RB211-535C，输入引擎服务在1983年1月，罗尔斯·罗伊斯公司提供了一个启动发动机的波音飞机，这是第一次。
然而，在1979年，普惠推出了PW2000发动机，声称更好的燃油效率比- 535C的PW2037版本的8％。波音公司，罗尔斯·罗伊斯公司下压力提供更有竞争力的发动机为757，并采用了更先进的-524核心的基础上，公司生产的推力40,100磅（178,000 N）RB211-535E4在1984年10月投入服务。虽然还没有很有效的PW2037，这是更可靠，更安静。这也是第一次使用的宽弦风扇，从而提高了效率，降低了噪音和反对外来物损伤提供了额外的保护。其结果是，生产飞机，多数使用-535E-535C的被安装在一个相对较小的数。
可能的最重要的单个-535E为了来到1988年5月时，美国航空公司订购50 757搭载的-535E4援引发动机的低噪音的一个重要因素：这是在第一时间以来的三星，罗尔斯·罗伊斯公司已经收到一个显著订单从美国航空公司，它导致了757-535E4随后的市场统治。幽默（中航国际）美国公布的时候，选择-535E4公众之前的757，虽然这是值得欢迎的消息，罗尔斯·罗伊斯公司和波音公司。
之后被证实为757，E4提供了对俄罗斯图波列夫Tu-204-120客机，于1992年投入服务。这是第一次与西方发动机已供应的俄罗斯客机。 -535E4还提出由波音公司重新换发的B-52H“同温层堡垒”，与4个涡轮风扇更换飞机的8 TF33s的。进一步提升-535E4发生在20世纪90年代后期，以提高发动机的排放性能，借用技术开发的遄达700发动机。
-535E4是一个非常可靠的发动机，并取得了180分钟ETOPS批准于1990年的757。
罗尔斯·罗伊斯公司开发的-22，它意识到，这将是直接开发一个版本的发动机以土地为基础的发电，工业RB211并于1974年被推出。当-524抵达后不久，被纳入其改进在工业RB211 RB211-24。发电机在接下来的几年逐渐发展起来的，目前仍在市场上今天为25.2 32MW的发电机。许多已经在其装置的海上石油和天然气生产行业。先进的25兆瓦级的WR-21中冷回热（ICR）燃气轮机是来自海洋推进。
该系列分为三个不同的系列：
RB211-22系列
三转子高涵道比5.0
单级宽弦风扇
七IP压缩机的
6级HP压缩机
18燃料燃烧器的单环形燃烧室
单级高压涡轮
单级IP涡轮机
3级低压涡轮
RB211-524系列
三转子高涵道比4.3 - 4.1
单级宽弦风扇
七IP压缩机的
6级HP压缩机
单环形燃烧室与18个燃料燃烧器（24 G / HT）
单级高压涡轮
单级IP涡轮机
3级低压涡轮
RB211-535系列
三转子高涵道比4.3 - 4.4
单级宽弦风扇
6级IP压缩机的
6级HP压缩机
单环形燃烧室与18个燃料燃烧器（24 E4更高版本的）
单级高压涡轮
单级IP涡轮机
3级低压涡轮
除了一个具有的降级IP压缩机的，535E4是第一个引擎，将一个空心宽弦，unsnubbered [注2 ]风扇，以提高效率。它还为特色的使用更先进的材料，包括钛HP压缩机和碳纤维复合材料在机舱中。后来引擎采用改进型号的-524的某些功能（例如FADEC）。

主要特点

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RB211发动机系列：主要特点

发动机

静推力

基本发动机的重量

长（中）

风扇直径

进入服务

应用

RB211-22B
42,000磅（190千牛）
9195磅（4,171公斤）
119.4
84.8（2.15米）
1972年
洛克希德L-1011-1，洛克希德L-1011-100
RB211-524B2
50,000磅（220千牛）
9814磅（4,452公斤）
119.4
84.8（2.15米）
1977年
波音747-100，波音747-200，波音747SP
RB211-524B4
53,000磅（240千牛）
9814磅（4,452公斤）
122.3
85.8在（2.18米）
1981
洛克希德L-1011-250，洛克希德L-1011-500
RB211-524C2
51,500磅（229千牛）
9859磅（4,472公斤）
119.4
84.8（2.15米）
1980年
波音747-200，波音747SP
RB211-524D4
53,000磅（240千牛）
9874磅（4,479公斤）
122.3
85.8在（2.18米）
1981
波音747-200，波音747-300，波音747SP
RB211-524D4-B
53,000磅（240千牛）
9874磅（4,479公斤）
122.3
85.8在（2.18米）
1981
波音747-200，波音747-300，
RB211-524G
58,000磅（260千牛）
9670磅（4,390公斤）
125
86.3在（2.19米）
1989年
波音747-400
RB211-524H
60,600磅（270千牛）
9670磅（4,390公斤）
125
86.3在（2.19米）
1990年
波音747-400，波音767-300
RB211-524G-T
58,000磅（260千牛）
9470磅（4,300公斤）
125
86.3在（2.19米）
1998年
波音747-400，波音747-400F
RB211-524H-T
60,600磅（270千牛）
9470磅（4,300公斤）
125
86.3在（2.19米）
1998年
波音747-400，波音767-300，波音747-400F
RB211-535C
37,400磅（166千牛）
7294磅（3,309公斤）
118.5
73.2（1.86米）
1983
波音757-200
RB211-535E4
40,100磅（178千牛）
7264磅（3,295公斤）
117.9
74.1在（1.88米）
1984
图波列夫Tu-204，波音757-300，波音757-200
RB211-535E4B
43,100磅（192千牛）
7264磅（3,295公斤）
117.9
74.1在（1.88米）
1989年
图波列夫Tu-204，波音757-300，波音757-200
国内习惯把Rolls-Royce的汽车音译为劳斯莱斯，而把Rolls-Royce的航空发动机音译为罗尔斯罗伊斯。也许大家对劳斯莱斯汽车更为耳熟，但劳斯莱斯汽车部门已经被卖给了宝马，所以现在的Rolls-Royce是一个以制造航空发动机为主，兼顾船舶发动机，石油工业的大型涡轮机压缩机以及核工业的公司。Rolls-Royce的民用航空发动机部分（Civil Aerospace）也是我想跟大家分享的。

Rolls-Royce的航空发动机部分位于英格兰中部的德比（Derby），员工11000人，占地面积我没量过。Rolls-Royce在Derby的历史超过100年，在英国提起Derby,人们就会想到Rolls-Royce, 提到Rolls-Royce也会想到Derby.

就在70年代以前，Rolls-Royce的发动在世界航空发动机领域还只是个默默无闻的小角色，并在1971年险些破产，后来在政府的资助下，推出了RB211涡扇发动机（详细照片会在后面贴出来），并且取得了巨大成功，装备了包括波音747在内的大量民航客机，自此奠定了民航客机发动机领域的重要地位。后来Rolls-Royce在RB211基础上改进后生产了Trent 700，成为了也在同时崛起中的空中客车的主打双发宽体客机A330的主要选装发动机。这两款经典的发动机以及后续的Trent系列让Rolls-Royce成为了当今民航发动机制造商三巨头之一。
提到民航发动机制造商三巨头，就顺便说一下Rolls-Royce的其它两个主要竞争对手：美国通用电气-航空（GE Aviation）和同样来自美国的普惠（Pratt Whitney），注意不是惠普。

通用大名鼎鼎，在工业界是龙头老大，在民航发动机领域也同样是领跑者，同是美国公司，我猜应该更受波音的青睐。
普惠除了民航领域，在军用飞机发动机领域应该是世界第一，像F-22唯一选装发动机就是普惠的F-119。同时普惠也为NASA提供航天飞机发动机和火箭发动机。（感觉普惠的技术能力很震撼）

至于这三巨头谁的市场份额最大，我就不知道了。根据我平时坐飞机的观察，见到通用电气的发动机的时候会多一些。
但是进入21世纪以来，我个人感觉Rolls-Royce在品质和口碑方面似乎已经超出了他的俩个竞争对手，因为空中客车迄今为止的最大项目A-380(投资600亿欧元研发的世界最大民航客机)和波音近十年推出的唯一一款也是代表当今世界最先进技术的新型民航客机Boing-787 Dream Liner都不约而同地选择了Rolls-Royce发动机作为首飞装机发动机。一款新机型的首飞的重要性不言而喻，不仅关系到这个项目的成败，也同样影响波音和空客这两个老冤家谁上谁下，所以我相信首飞发动机的选择应该不是商业运作的结果。

下面是A380首次试飞的照片

下面是A380试飞时专门飞越Rolls-Royce上空的照片，BBC新闻说全体员工都在下面观看。

下面是波音787首次试飞的照片

现在的Rolls-Royce的大型民航客机发动机都是Trent系列了（安时间顺序）：
Trent 700，就是上面提到的功勋发动机，一机成名的杰作。

Trent 800，波音777的选装发动机，也是Rolls-Royce生产的尺寸最大，推力最大的发动机。直径将近3米，每秒吸入1.3吨空气，并提供最高达43吨的推力。

Trent 900，A380选装发动机。自重6吨，单机造价900万英镑，四台发动机加起来是一架A380总造价的1/4。

下图是Trent 900在A340上试车的图片，可以明显看出空客家族第一大A380和第二大A340 的发动机尺寸差别。（由于A340的四发动机设计，它承担了很多新型发动机的空中试车任务）（当今民航主流机型只有三款4发动机机型A380，A340，Boeing747，波音在747之后的所有远航程机型787，777，767都是采用双发动机设计）

Trent 1000，装备Boing787的发动机，号称当今世界效率最高，噪音最低，最清洁，并且能为航空公司每年省下300万燃油费用的最省油发动机。

说到这个名字Trent的来历，我想我的猜测应该比较靠普。我以前在诺丁汉（Nottingham），就是Rolls-Royce的所在Derby比以东20公里的城市。德比和诺丁汉属于英格兰的Midlands和Eastmidlands地区，这个地区有一条最大的河流过，叫做Trent River.我想就是从这来的。

前一段时间正好利用出差机会经过Rolls-Royce所在的德比，就“有幸”参观了一下Rolls-Royce的外围，虽然没有进到里面，但也很满足了。下面是我自己拍的照片。

虽然没有看到生产线上的发动机，但是后来在他们的博物馆里看到了陈列的发动机，也算是弥补了一些遗憾。
以下是几张早期的喷气式发动机

下面是他的镇馆之宝—RB211涡轮风扇发动机。是上面提到的帮助Rolls-Royce一举成名的经典。也为后来的Trent系列发动机奠定了技术基础。我问过一些英国人（男士），居然有相当一部分人知道RB211是Rolls-Royce的发动机，可见它在英国的影响力之大。

这是位于发动机中部的燃油系统，包括燃油泵，过滤器，燃油压力，流量调节器，燃油冷却系统等（很好奇地在画面左侧之外的发动机控制系统电路没有展示）

原来发动机的外涵道也不是完全光滑

巧合的是，前一段BBC正好播出了一期介绍Rolls-Royce的节目，其中有三处印象很深，跟大家分享一下（图片全部是截图）：
风扇叶片加工工艺：
现代大型涡轮风扇发动机的24个风扇叶片提供了全发动机动力的75%-80%，每个叶片在全推力旋转中承受的负载在90吨左右。作为最关键的部件之一，风扇叶片全部采用钛合金制造，而且采用了特殊的内部结构和加工工艺来保证高强度和尽可能小的重量。

每扇叶片的横截面是这样的：

一种蜂窝状的结构，兼顾了强度和重量。它是先把三层钛合金叠放在一起，向三明治一样，再用高温高压气体从中间把最外的上下两层“吹起来”，中间的一层再之前的特殊焊点处理下自动呈现出蜂窝状结构，全程耗时4个多小时，所以每个叶片的造价和一辆宝马3系轿车差不多（具体的加工工艺细节作为商业机密没有在影片中透露）。在叶片加工完毕后，他们会对每扇叶片进行振动幅度和频率测试，分别选出最相似的两片放在风扇圆周上相对的位置，以保证整个风扇的完美对称性。

全发动机里最受考验的是涡轮机的第一级叶片（高速级）。96个叶片组成的第一级涡轮风扇工作在全发动机温度最高的地方，1700摄氏度，而且作为高速级，也是速度最快的地方，每分钟10000转。每个跟手大小差不多的叶片产生的动力跟一台F1...