Планетарний редуктор зробить турбовентиляторні двигуни компактнішими

Британська компанія Derwent Aviation запропонувала використовувати в конструкції двовальних турбовентиляторних реактивних авіаційних двигунів планетарний редуктор для передачі обертання від валів турбін високого і низького тиску компресору низького тиску. Як пише Aviation Week, така схема дозволить зробити авіаційні двигуни компактнішими, а також значно спростити підключення електромоторів для старту силових установок і генераторів.

Сучасні турбовентиляторні двигуни складаються з двох частин. Одна з них - внутрішній контур, що складається з газогенератора і соплової частини. До складу газогенератора входять зона компресорів, камера згоряння і турбіна високого тиску. У польоті повітря затягується і трохи стискається вентилятором - найбільшим і найпершим гвинтом під час польоту. Потім частина цього повітря надходить у компресор і стискається ще сильніше, після чого потрапляє в камеру згоряння, де змішується з паливом.

Після згоряння пального гази з камери згоряння потрапляють на турбіну високого тиску і обертають її, а та, своєю чергою, приводить у рух компресор високого тиску. Після турбіни високого тиску гази потрапляють на турбіну низького тиску, що призводить вентилятор і компресор низького тиску. Після турбін газовий потік потрапляє в сопло і закінчується з нього, формуючи частину тяги двигуна. Друга частина двигуна - зовнішній контур - являє собою напрямний апарат, повітровод і, в деяких випадках, власне кільцеве сопло.

Під час польоту частина трохи стисненого вентилятором повітря, що не потрапила у внутрішній контур, потрапляє в направляючий апарат, де гальмується. Через гальмування тиск у повітряному потоці підвищується. Потім стиснене повітря надходить у повітровід, а потім - у сопло і формує залишок тяги. У сучасних турбовентиляторних двигунах цивільних літаків основна частина тяги - до 80 відсотків - формується вентилятором.

У деяких авіаційних двигунах використовується редуктор, що передає обертання з валу турбіни низького тиску на вентилятор. Завдяки такому конструкторському рішенню вдалося частково позбутися жорсткої зв'язки між гарячою і холодною частинами силової установки. Крім того, вентилятор і турбіна стали працювати в оптимальних один для одного умовах - вдалося дещо підвищити частоту обертання турбіни низького тиску без значного збільшення частоти обертання вентилятора.

Нове рішення, запропоноване компанією Derwent Aviation, передбачає встановлення планетарного редуктора в холодній зоні на вали турбін високого і низького тиску. Така конструкція отримала назву DDB (Dual-Drive Booster, компресор низького тиску з подвійним приводом). У новій конструкції обертання з валу турбіни високого тиску буде передаватися на сонячну шестірню редуктора, а з валу турбіни низького тиску - на сателіти.

За даними конструкторів, таке технічне рішення дозволить додатково підвищити частоту обертання турбіни низького тиску, потужність компресора низького тиску і загальний ступінь стиснення в зоні компресорів. Як результат, це призведе до підвищення паливної ефективності силової установки щонайменше на 4 відсотки. При цьому наявність планетарного редуктора на валах турбін спростить підключення генератора, обертання для якого можна буде відбирати безпосередньо від шестерень, а не від навісного редуктора, як це робиться в сучасних двигунах.

Крім того, до планетарного редуктора в двигуні можливо буде підключити зовнішній електромотор, що живиться від аеродромного джерела або від допоміжної силової установки. Цей електромотор можна буде використовувати для розкрутки авіаційного двигуна для його запуску. Інші подробиці про перспективну розробку поки не розкриваються. Невідомо також, коли планується почати випробування авіаційного двигуна нової конструкції.

Раніше німецький проектний інститут Bauhaus Luftfahrt, контрольний пакет акцій якого належить європейському авіабудівному концерну Airbus, представив проект гібридної авіаційної силової установки. Новий двигун зовні схожий на турбовентиляторну реактивну авіаційну силову установку, проте всередині має істотну від неї відмінність - заміщений поршневим двигуном газогенератор. За оцінкою розробників, таке конструктивне рішення дозволить зменшити витрату палива літаком.