Faster, Quieter, Cleaner - Tshiab Aircraft Cav

Nws hloov tawm hais tias nyob rau hauv thiaj li yuav hloov ntau yam nyob rau hauv aviation, koj tsis tas yuav mus nrhiav tshiab propellers, futuristic designs los yog qhov chaw cov ntaub ntawv. Nws yog txaus los siv ib tug kuj yooj yim mechanical kis tau tus mob ...

Qhov no yog ib qho tseem ceeb tshaj plaws innovation ntawm xyoo tas los no. Geared turbofan motors (GTF) cia lub compressor thiab kiv cua tig ntawm qhov sib txawv ceev. Cov kiv cua tsav iav tig nrog lub kiv cua ncej tab sis cais cov kiv cua lub cev muaj zog los ntawm cov cua compressor thiab turbine. Lub kiv cua tig ntawm qhov qeeb qeeb, thaum lub compressor thiab qis turbine ua haujlwm ntawm qhov nrawm dua. Txhua lub cav module tuaj yeem ua haujlwm ntawm qhov ua tau zoo tshaj plaws. Tom qab 20 xyoo ntawm R&D thiab R&D kev siv nyiaj ntawm ib ncig ntawm $ 1000 billion, Pratt & Whitney PurePower PW2016G turbofan tsev neeg tau ua haujlwm ob peb xyoos dhau los thiab tau nthuav dav dav hauv kev lag luam dav hlau txij li xyoo XNUMX.

Niaj hnub nimno turbofan engines tsim thrust nyob rau hauv ob txoj kev. Ua ntej, cov compressors thiab combustion chamber nyob ntawm nws cov tub ntxhais. Nyob rau hauv pem hauv ntej yog ib tug kiv cua uas, uas tau tsav los ntawm cov tub ntxhais, directs huab cua los ntawm lub bypass chamber nyob ib ncig ntawm lub cev muaj zog core. Qhov sib piv bypass yog qhov piv ntawm cov huab cua uas dhau los ntawm cov tub ntxhais mus rau tus nqi ntawm cov huab cua dhau los ntawm nws. Feem ntau, ib tug ntau dua bypass piv txhais tau tias ntsiag to, ntau npaum thiab muaj zog engine. Pa turbofan xyaw muaj ib tug bypass piv ntawm 9 mus rau 1. Pratt PurePower GTF xyaw muaj ib tug bypass piv ntawm 12 mus rau 1.

Txhawm rau nce qhov bypass piv, cov tuam txhab tsim hluav taws xob yuav tsum ua kom qhov ntev ntawm cov kiv cua. Txawm li cas los xij, thaum elongated, qhov kev sib hloov ceev tau txais thaum kawg ntawm cov hniav yuav siab heev uas tsis xav tau kev vibrations yuav tshwm sim. Koj xav tau cov kiv cua kom qeeb, thiab qhov ntawd yog dab tsi lub gearbox yog rau. Xws li lub cav tuaj yeem siab li 16 feem pua, raws li Pratt & Whitney. zoo roj kev lag luam thiab 50 feem pua. tsawg dua emissions thiab yog 75 feem pua. nyob ntsiag to. Tsis ntev los no, SWISS thiab Air Baltic tshaj tawm tias lawv GTF C-series dav hlau tshuab siv roj tsawg dua li cov chaw tsim khoom cog lus.

PW1100G-JM cav ntawm cov kab ntau lawm

TIME magazine hu ua PW1000G lub cav yog ib qho ntawm 50 qhov tseem ceeb tshaj plaws inventions ntawm 2011 thiab ib qho ntawm rau feem ntau tus phooj ywg inventions, raws li Pratt & Whitney PurePower yog tsim los kom huv si, ntsiag to, muaj zog dua thiab siv roj tsawg dua li cov dav hlau uas twb muaj lawm. Xyoo 2016, Richard Anderson, tom qab ntawd tus thawj tswj hwm ntawm Delta Air Lines, hu ua lub cav "thawj qhov tseeb tshiab" txij li Boeing's Dreamliner tau hloov pauv kev tsim vaj tsev sib xyaw.

Txuag thiab emission txo

Kev lag luam aviation sector tso tawm ntau dua 700 lab tons ntawm carbon dioxide txhua xyoo. Txawm hais tias nws tsuas yog kwv yees li 2 feem pua. ntiaj teb cov pa roj carbon dioxide emissions, muaj pov thawj hais tias tsev cog khoom gases nyob rau hauv dav hlau roj muaj kev cuam tshuam ntau dua rau cov huab cua raws li lawv tso tawm nyob rau hauv siab dua.

Cov tuam txhab ua lag luam loj tab tom nrhiav kom txuag tau roj thiab txo qis emissions. Pratt tus neeg sib tw CFM International tsis ntev los no tau qhia txog nws tus kheej lub cav siab heev hu ua LEAP, uas cov neeg ua haujlwm hauv tuam txhab hais tias muab cov txiaj ntsig zoo sib xws rau lub zog turbofan ntawm tus nqi ntawm lwm cov kev daws teeb meem. CFM thov tias nyob rau hauv ib txwm turbofan architecture, tib cov txiaj ntsig tuaj yeem ua tiav yam tsis muaj qhov hnyav ntxiv thiab rub ntawm lub zog. LEAP siv cov ntaub ntawv sib xyaw sib xyaw thiab cov pa roj carbon fiber ntau kom ua tiav kev txhim kho kev siv hluav taws xob uas lub tuam txhab hais tias yog piv rau cov ua tiav nrog lub cav Pratt & Whitney.

Txog niaj hnub no, kev txiav txim rau Airbus cav rau A320neo yog sib npaug sib npaug ntawm CFM thiab Pratt & Whitney. Hmoov tsis zoo rau lub tuam txhab tom kawg, PurePower motors ua teeb meem rau cov neeg siv. Thawj zaug tshwm sim xyoo no, thaum tsis sib xws ntawm GTF xyaw tau sau tseg hauv Qatar Airways Airbus A320neo. Kev tsis sib xws tuaj yeem ua rau deformation thiab kev sib txhuam ntawm qhov chaw, thiab tib lub sijhawm nce lub sijhawm ntawm kev ya davhlau. Raws li qhov tshwm sim, lub dav hlau xaus lus tias lub cav tsis ua raws li kev ua haujlwm. Tsis ntev tom qab ntawd, Indian aviation tub ceev xwm tau ncua kev ya davhlau ntawm 11 Airbus A320neo lub dav hlau siv los ntawm PurePower GTF xyaw. Raws li Economic Times, qhov kev txiav txim siab tuaj tom qab Airbus GTF-powered aircraft raug kev txom nyem peb lub cav tsis ua hauj lwm nyob rau hauv ob lub lis piam. Pratt & Whitney downplays cov teeb meem no, hais tias lawv yooj yim kov yeej.

Airbus hluav taws xob kiv cua

Lwm qhov loj heev nyob rau hauv lub tshav dav hlau cav, Rolls-Royce, tab tom tsim nws tus kheej lub hwj chim Gearbox, uas los ntawm 2025 yuav txo tau roj noj nyob rau hauv loj turbofans los ntawm 25%. piv rau cov qauv qub ntawm Trent lub cav muaj npe nrov. Qhov no, tau kawg, txhais tau hais tias kev sib tw Pratt & Whitney tshiab.

Cov neeg Askiv kuj xav txog lwm yam kev tsim kho tshiab. Thaum lub sijhawm Singapore Airshow tsis ntev los no, Rolls-Royce tau tshaj tawm IntelligentEngine Initiative, uas yog lub hom phiaj los tsim cov tshuab dav hlau ntse uas muaj kev nyab xeeb thiab ua haujlwm zoo dua los ntawm kev muaj peev xwm sib txuas lus thiab los ntawm kev txhawb nqa network. Los ntawm kev muab kev sib txuas lus tas mus li ob txoj hauv kev nrog lub cav thiab lwm qhov ntawm cov kev pabcuam ecosystem, lub cav yuav tuaj yeem daws cov teeb meem ua ntej lawv tshwm sim thiab kawm txog kev txhim kho kev ua haujlwm. Lawv kuj tseem yuav kawm los ntawm keeb kwm ntawm lawv txoj haujlwm thiab lwm lub cav, thiab los ntawm thiab loj lawv yuav tsum tau kho lawv tus kheej thaum mus.

Tsav tsheb xav tau roj teeb zoo dua

European Commission lub zeem muag aviation rau 2050 hu kom txo qis CO emissions.₂ los ntawm 75 feem pua, nitrogen oxides los ntawm 90 feem pua. thiab suab nrov los ntawm 65 feem pua. Lawv tsis tuaj yeem ua tiav nrog cov thev naus laus zis uas twb muaj lawm. Hluav taws xob thiab hybrid-hluav taws xob propulsion systems tam sim no tau pom tias yog ib qho kev cog lus tshaj plaws los ua kom tau raws li cov kev cov nyom no.

Muaj ob lub rooj zaum hluav taws xob lub teeb dav hlau nyob hauv khw. Plaub-seater hybrid-hluav taws xob tsheb yog nyob rau hauv lub qab ntug. NASA kwv yees hais tias nyob rau hauv thaum ntxov 20s, hom no luv luv caij dav hlau cuaj lub rooj zaum yuav coj aviation kev pab cuam rov qab rau cov zej zog me. Ob qho tib si hauv Tebchaws Europe thiab hauv Asmeskas, cov kws tshawb fawb ntseeg tias los ntawm 2030 nws muaj peev xwm tsim tau lub dav hlau hybrid-hluav taws xob uas muaj peev xwm txog li 100 lub rooj zaum. Txawm li cas los xij, kev nce qib tseem ceeb yuav tsum tau ua hauv thaj chaw ntawm kev cia lub zog.

Tam sim no, lub zog ceev ntawm cov roj teeb tsuas yog tsis txaus. Txawm li cas los xij, txhua yam no tuaj yeem hloov pauv. Tesla tus thawj coj Elon Musk tau hais tias ib zaug lub roj teeb muaj peev xwm tsim tau 400 watt-teev ib kilogram, thiab qhov piv ntawm lub zog ntawm tes rau tag nrho qhov hnyav yog 0,7-0,8, lub dav hlau hluav taws xob transcontinental yuav dhau los ua "txoj kev nyuaj." Xav txog tias cov roj teeb lithium-ion tuaj yeem ua tiav lub zog ceev ntawm 113 Wh / kg hauv xyoo 1994, 202 Wh / kg hauv xyoo 2004, thiab tam sim no muaj peev xwm ncav cuag li 300 Wh / kg, nws tuaj yeem xav tias tsis pub dhau kaum xyoo tom ntej lawv. yuav ncav cuag 400 Wh / kg.

Kitty Hawk hluav taws xob ob-seater cua tsheb tavxij project

Airbus, Rolls-Royce thiab Siemens tsis ntev los no tau koom tes los tsim E-Ntxuam X ya ua qauv qhia, uas yuav yog ib kauj ruam tseem ceeb rau hauv kev lag luam dav hlau hybrid-electric propulsion. E-Fan X hybrid hluav taws xob ua qauv qhia ua qauv qhia xav tias yuav yog -Fan X yuav ya hauv 2020 tom qab kev sib tw hauv av dav dav. Hauv thawj theem, BAe 146 yuav hloov ib qho ntawm plaub lub cav nrog XNUMX MW hluav taws xob lub cev muaj zog. Tom qab ntawd, nws tau npaj los hloov lub turbine thib ob nrog lub tshuab hluav taws xob tom qab ua kom pom qhov kev loj hlob ntawm qhov system.

Airbus yuav ua lub luag haujlwm rau tag nrho kev sib koom ua ke nrog rau kev siv hluav taws xob hybrid propulsion thiab roj teeb tswj architecture thiab nws kev koom ua ke nrog kev tswj lub davhlau. Rolls-Royce yuav yog lub luag haujlwm rau lub cav roj turbine, XNUMX-megawatt generator thiab lub zog hluav taws xob. Ua ke nrog Airbus, Rolls-Royce tseem yuav ua haujlwm ntawm kev hloov kho cov kiv cua rau Siemens nacelle thiab lub cev muaj zog uas twb muaj lawm. Siemens yuav muab XNUMX MW hluav taws xob lub cev muaj zog thiab lub tshuab hluav taws xob hluav taws xob, nrog rau lub tshuab hluav taws xob, hloov hluav taws xob thiab hluav taws xob faib hluav taws xob.

Ntau lub chaw tshawb fawb thoob ntiaj teb tab tom ua haujlwm ntawm lub dav hlau hluav taws xob, suav nrog NASA, uas tab tom tsim X-57 Maxwell. Kitty Hawk hluav taws xob ob-seater cua tsheb tavxij project thiab ntau lwm cov qauv ntawm cov chaw loj, cov tuam txhab lossis cov pib me me kuj tau tsim.

Muab hais tias qhov nruab nrab lub neej ntawm cov neeg caij tsheb thiab cov dav hlau thauj khoom yog nyob ib puag ncig 21 thiab 33 xyoo, raws li, txawm tias tag nrho cov dav hlau tshiab tsim tag kis yog hluav taws xob tag nrho, nws yuav siv sijhawm li ob mus rau peb lub xyoos dhau los txhawm rau txhawm rau tshem tawm cov fossil-roj-powered aircraft.

Yog li nws yuav tsis ua haujlwm sai. Lub caij no, biofuels tuaj yeem ua rau ib puag ncig hauv aviation sector. Lawv pab txo qis carbon dioxide emissions los ntawm 36-85 feem pua. Txawm hais tias qhov tseeb tias biofuel blends rau lub dav hlau tshuab tau ntawv pov thawj rov qab rau xyoo 2009, kev lag luam aviation tsis nrawm rau kev hloov pauv. Muaj qee qhov kev siv thev naus laus zis thiab cov teeb meem cuam tshuam nrog kev tsim cov roj biofuel mus rau qib kev lag luam, tab sis qhov cuam tshuam tseem ceeb yog tus nqi - nws yuav siv sijhawm kaum xyoo ntxiv kom ua tiav qhov sib luag nrog cov fossil fuels.

Kauj ruam mus rau yav tom ntej

Nyob rau tib lub sijhawm, cov chaw sim ua haujlwm ntawm me ntsis ntxiv futuristic aircraft engine lub tswv yim. Txog tam sim no, piv txwv li, lub tshuab ntshav plasma tsis zoo li qhov tseeb, tab sis nws tsis tuaj yeem txiav txim siab tias cov haujlwm tshawb fawb yuav txhim kho mus rau hauv ib yam dab tsi nthuav thiab muaj txiaj ntsig. Plasma thrusters siv hluav taws xob los tsim cov khoom siv hluav taws xob. Lawv compress thiab excite ib cov pa roj, xws li huab cua los yog argon, mus rau hauv lub plasma - kub, ntom, ionized xeev. Lawv cov kev tshawb fawb tam sim no ua rau lub tswv yim ntawm kev xa cov satellites hauv qhov chaw sab nrauv (ion thrusters). Txawm li cas los xij, Berkant Goeksel ntawm Technical University of Berlin thiab nws pab neeg xav muab plasma thrusters rau dav hlau.

Lub hom phiaj ntawm kev tshawb fawb yog los tsim lub tshuab huab cua-jet plasma uas tuaj yeem siv rau ob qho tib si tawm mus thiab dav dav dav dav. Plasma dav hlau feem ntau yog tsim los ua haujlwm hauv lub tshuab nqus tsev lossis qhov chaw tsis muaj zog uas yuav tsum tau muaj roj. Txawm li cas los xij, Göksel pab pawg tau sim cov cuab yeej muaj peev xwm ua haujlwm hauv huab cua ntawm lub siab ntawm ib qho chaw. Göckel hais tias "Peb lub plasma nozzles tuaj yeem ncav cuag qhov nrawm txog li 20 kilometers ib ob," Göckel hais hauv Phau Ntawv Xov Xwm ntawm Physics lub rooj sib tham series.

SABER cav nyob rau hauv lub tsheb hypersonic ntawm lub neej yav tom ntej

Pib nrog, pab pawg tau sim cov thrusters me me ntev 80 millimeters ntev. Rau ib lub dav hlau me me, qhov no yuav nce mus txog ib txhiab ntawm qhov uas pab pawg xav tias ua tau. Qhov kev txwv loj tshaj plaws, tau kawg, yog qhov tsis muaj cov roj teeb hnyav. Cov kws tshawb fawb tseem tab tom xav txog hybrid aircraft, nyob rau hauv uas lub tshuab plasma yuav ua ke nrog cov tshuab hluav taws xob sab hauv lossis foob pob hluav taws.

Thaum peb tham txog lub tswv yim tshiab lub dav hlau lub cav, cia peb tsis txhob hnov ​​qab SABER (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) tsim los ntawm Reaction Engines Limited. Nws tau xav tias qhov no yuav yog lub cav ua haujlwm ob qho tib si hauv huab cua thiab hauv lub tshuab nqus tsev, khiav ntawm cov kua hydrogen. Thaum pib ntawm lub davhlau, oxidizer yuav yog huab cua los ntawm huab cua (raws li nyob rau hauv cov pa dav hlau cav), thiab los ntawm qhov siab ntawm 26 km (qhov twg lub nkoj mus txog ib tug ceev ntawm 5 lab xyoo) - kua oxygen. Tom qab hloov mus rau hom foob pob hluav taws, nws yuav ncav cuag qhov nrawm ntawm Mach 25.

HorizonX, Boeing lub peev nyiaj caj npab koom nrog hauv txoj haujlwm, tseem tsis tau txiav txim siab seb SABER tuaj yeem siv nws li cas, tshwj tsis yog tias nws xav tias yuav "siv cov thev naus laus zis hloov pauv los pab Boeing hauv nws qhov kev tshawb nrhiav rau lub dav hlau supersonic."

RAMJET thiab scramjet (supersonic jet engine nrog lub combustion chamber) tau ntev tau nyob rau hauv daim di ncauj ntawm cov kiv cua ntawm high-ceev aviation. Tam sim no, lawv tau tsim tshwj xeeb rau kev ua tub rog. Txawm li cas los xij, raws li keeb kwm ntawm aviation qhia, dab tsi yuav raug sim hauv cov tub rog yuav mus rau kev dav hlau dav hlau. Txhua yam nws yuav siv yog ua siab ntev me ntsis.

Rolls Royce Intelligent Engine Video:

Rolls-Royce | Innovation hauv IntelligentEngine