Verdens største jetmotor bliver nu bygget i Storbritannien - Navnet er Ultrafan

Ultrafan får en diameter på 3,5 meter og ventes klar til test i slutningen af i år. Illustration: Rolls Royce

Britiske Rolls Royce er nu officielt gået i gang med at samle verdens største jetmotor på sin demonstrations-fabrik i Derby i Storbritannien.

Motoren, kaldet Ultrafan - UF001, får en diameter på 3,5 meter og ventes færdig i slutningen af i år, hvor den skal testes på Rolls Royce nye teststed kaldet Testbed 80, som firmaet har brugt knap en milliard kroner på at bygge.

Og hvad er Ultrafan så for en størrelse?

Jo, først og fremmest er der tale om er videreudvikling af firmaets Advance-koncept, der bød på en række forbedringer af firmaets succesrige Trent-motorer. På flere områder blev der i Advance-motoren arbejdet med nye materialer i form af eksempelvis særlige keramiske lejer. I Advance-motoren blev der også indført flere trin i højtrykskompressor- og turbinedelen, ligesom kølingssystemet blev ændret.

Ultrafan-motoren vil ligesom Advance-motoren og de nyeste Trent-motorer være med et såkaldt trespolet design (tri-aksialt), men i tilfældet med Ultrafan-motoren vil den midterste IP-turbine drive højtrykskompressoren og fanen via et gear. Gearingen gør det muligt at få IP-turbinen til at snurre hurtigere, så turbinen kan bygges mindre og mere kompakt. Og endelig, så giver det mulighed for, at Rolls Royce helt kan fjerne den bagerste lavtryksturbine i motoren.

Rolls Royce har helt fjernet lavtryksturbinen ved at indsætte en gearboks mellem IP-turbinen og fan-systemet. Illustration: Rolls Royce

Justerer fanbladene under flyvning

Hvor Advance-motoren har introduceret kulfiber i form af blandt andet en motorindkapsling i kulfiber, så tager Ultrafan-motoren det er skridt videre ved at udskifte de hule titanium fanblade med kulfiberblade. Det gør at Rolls Royce kan spare 340 kilogram per motor i kombinationen med en række andre materialeforbedringer, fremgår det af firmaets pressemateriale, som man kan gå på opdagelse i her.

Læs også: Jumbojet letter med kulfiberblade i jetmotoren

En helt afgørende teknologisk forbedring er, at motoren kan vinkle sine fanblade under flyvningen, så de arbejder optimalt og kan justres til de forskellige faser af flyvningen. Med de nye teknologier mener Rolls Royce at kunne lykkes med en hidtil uset overordnet tryk ratio på 70:1, der er udtryk for forskellen mellem trykket foran og bagved kompressoren.

På samme tid er den såkaldte bypass ratio, der er udtryk for, hvor meget luft, der passerer gennem kernen, oppe på 15:1. De nye forbedringer giver ifølge Rolls Royce en brændstofbesparelse på 25 procent i forhold til de tidlige Trent-motorer fra 90’erne. Og en fem procents forbedring fra Advance til Ultrafan-motoren, der også har videreført arbejdet med ny materialeteknologi i form af nye keramiske dyser, lejer og nye nikkellegeringer.

Gearboks på 50 MW

På fabrikken i Derby venter man nu på de første nøgleelementer. Fra Dahlewitz i Tyskland ankommer den 50 MW kraftige gearboks, mens Bristol i Storbritannien leverer fan-systemet. Og til den første test vil motoren køre på 100 procent såkaldt SAF-brændstof, der er udvundet af planterester og leveret af SkyNRG. For Rolls Royce ser for sig en fremtid, hvor motorer med flydende brændstof er uundværlige:

»Gasturbiner vil fortsætte med at være fundamentet for længere flyvninger i mange år endnu,« lyder det i en pressemeddelelse, der også forudser en transition til mere bæredygtige brændstoftyper, »som på den korte bane vil være dyrere end traditionel jetbrændstof«.

Rolls Royce levere i dag motorerne til Boeings nye 787 Dreamliner og Airbus’ endnu nyere A350 XWB, i form af motorerne Trent 1000 og Trent XWB. Rolls Royce er med serien af Trent-motorer i dag verdens næststørste leverandør af store turbofan-motorer til civil luftfart, kun overgået af General Electric.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

"Gearboks på 50 MW"

Hvad er det for en hjemmestrikket da-en udtryk? På dansk hedder det en gearkasse og på engelsk hedder det a gearbox

Iøvrigt fastsættes størrelsen af en gearkasse vel udfra moment?

  • 24
  • 10

Når man tænker over hvilke udfordringer Boeing har haft med motorer der vokser i diameter, så er de nok ikke de største fans af denne ultrafan..

  • 8
  • 2

@Karsten Henneberg.

Måske du burde henvende dig direkte til skribenten, iflg.:

"Henvendelser om stavefejl og lignende, der ikke er kommentarer til artikler, skal sendes direkte til journalisten ved at klikke på vedkommendes navn øverst i artiklen" https://ing.dk/debat/regler

Bare FYI! 😉

  • 33
  • 8

Det var godt nok en stor bypass ratio. Det er jo lige før det er en turboprop :)

Betyder det så, at den er optimeret til lavere march fart end dagens turbofan motorer?

  • 13
  • 0

Det var godt nok en stor bypass ratio. Det er jo lige før det er en turboprop :)

Nyeste motorer siger 1:12

Betyder det så, at den er optimeret til lavere march fart end dagens turbofan motorer?

Næppe !

Det er en motor til fly som A350/B777, de flyver ofte i "hjørnet" mellem VNE og stallhastighed, så lavere fart vil betyde lavere flyvehøjde og øget brændstofforbrug. Hvis man skal flyve ved en væsentlig lavere fart kræver det nye flydesigt.

A350/B777 er konstrueret til ruter på 10-15 timer, så er der nok ikke den store interesse for længere flyvetid.

  • 15
  • 0

Det var godt nok en stor bypass ratio. Det er jo lige før det er en turboprop :)

Betyder det så, at den er optimeret til lavere march fart end dagens turbofan motorer?

Bare en liten del av skyvkraften kommer fra eksosen på ultrafan-motoren. Så en kan si at den er nær 100% en turbopropmotor med det unntak at en har vifte i rør (ducted fan). Vifte i rør muliggjør å holde hastighetene de flyr med i dag.

Propellfly kan komme opp i området 700 km/t og fly med kontraroterende propellere ca 950 km/t (turboprop).

A350/B777 er konstrueret til ruter på 10-15 timer, så er der nok ikke den store interesse for længere flyvetid.

Det er stor interesse for langdistansefly, for eksempel fra Austalia til USA og Europa uten stopp. Man lager da ULR-versjoner av de vanlige flyene som går opp til 17 timer (ultra long range). Det kan realiseres ved at en del av lasterommet settes av til tanker.

  • 8
  • 1

En typisk turbofan har to koncentriske aksler, den yderste trækker højtrykskompressor, den inderste trækker lavtrykskompressor + fan ved en lavere omdrejningshastighed.

Rolls-Royce RB211/Trent serien har i de sidste 50 år skilt sig ud ved at have tre koncentriske aksler, der trækker højtrykskompressor, lavtrykskompressor og fan, ved forskellige omdrejningshastigheder.

Nu har RR "slugt kamelen" og droppet de tre aksler. I stedet monterer man et gear mellem lavtrykskompressor og fan. En konstruktion Pratt & Whitney har arbejdet med de sidste 10-15 år på deres noget mindre PW1000-serie.

  • 2
  • 0

Der tar du feil. Trent (ultrafan) har fortsatt tre aksler. Men i tillegg så girer de ned den en akselen!

Billedtekst : Rolls Royce har helt fjernet lavtryksturbinen ved at indsætte en gearboks mellem IP-turbinen og fan-systemet. Illus.: Rolls Royce

Illustrationen viser også kun to turbiner, og dermed to aksler.

Turbinen har ikke så stor udvikling i diameter, så der kan man nøjes med to hastighedstrin. Fandiameteren er meget større end kompresordiameteren, derfor har man behov for et ekstra hastighedstrin. Jeg har en ide om at lavtryksturbinen på en treakslet motor køre langsommere end optimalt for turbinen, men omdrejningstallet bestemmes ud fra fandiameteren. Det er nok der man henter en betydelig del af gevinsten ved en gearet motor.

  • 3
  • 0

Jeg tror nu egentlig også Ketill har ret. Rolls Royce beskriver også stadig motoren som treakslet, selvom de har fjernet lavtryksturbinen. Men helt hvordan det hænger sammen forstår jeg heller ikke udfra firmaets informationer. Jeg ringede en del - dog i påskedagene jo - til danske kilder, men det er svært stof for mange, som heller ikke fik meget mete ud af de offentlige informationen fra RR. . Hvem i Danmark vil du/I anbefale som ekspert på flymotorer? til en anden gang?

  • 6
  • 0

Hej Thomas

Har du en henvisning til de Rolls-Royce kilder der benævner Utrafan motoren som treakslet?

Jeg forstår dens konstruktion præcis som Bo Andersen forklarer det, med en High Pressure del og en Intermidiate Pressure del, der ud over at drive Intermidiate Compressor sektionen, også driver fanen gennem et reduktionsgear. Ideen er ikke ny eller banebrydende på nogen måde da GE har haft deres Geared Turbofan motorer på markedet en del år. Det nye er størrelsen, materialevalget og evnen til at ændre på fanebladenes vinkel.

Du skriver i øvrigt i artiklen at IP turbinen driver højtrykskompressoren. Dette giver ikke mening da IP turbinen er koblet til IP kompressoren mens HP turbinen er komlet til HP kompressoren.

  • 1
  • 0

Hvad er smart ved at flyve langsommere?

Spare brændstof. Vindmodstanden stiger med kvadratete på hastigheden. Efter energikrisen sænkede man hastighederne. Boeing 747 var lavet til at flyve hurtigt. Da man sænkede hastigheden var man nødt til at flyve mere "med næsen opad". Det gjorde det meget tung for kabinepersonalet da gulvet var skråt så de måtte skubbe madvognene op af bakke, og holde igen på dem den anden vej. Hvis du ser på billeder af "jumboen" så ser det ofte ud som om den flyver opad. Flyfabrikken Convair lavede et endnu hurtigere rutefly, Coronado 990. Det var optimeret til at flyve hurtigt. Det blev aldrig en success.

  • 1
  • 1

Billedtekst : Rolls Royce har helt fjernet lavtryksturbinen ved at indsætte en gearboks mellem IP-turbinen og fan-systemet. Illus.: Rolls Royce

PW 1000 er toakslet (fra høytrykks og lavtrykkstubiner). I tillegg er viften giret i forhold til lavtrykksturbinen. Rolls-Royce har nå samme konstruksjon for Ultrafan. Også i RR-motoren må en vel kalle de to turbindelene høy og lavtrykks?

Kort sagt så er det du skiver korrekt og jeg tok feil. Jeg var heller ikke klar over at PW 1000 er toakslet (two spool).

En får anta at motorindustrien er i ferd med å finne sin ultimate turbofandesign når to av de største velger samme utforming! Så får vi se hva GE kommer med!

  • 11
  • 0

--og allerede kommercielt tilgængelige? Materialerne i GEs motorer var (er?) banebrydende - og jeg kan ikke se at RR kommer oppå siden. Specielt anvendelsen af enormt avancerede keramiske materialer, 3D printede komponneter etc etc var da mindst lige så avancerede såvidt det jeg kan se af omtaken af RRs motor. Hvad siger de forsamlede eksperter her?

  • 0
  • 4

Hvis vi skal tælle alle aksler i motoren har den langt flere end 3. Almindelvis er det antallet af koncentriske aksler med hver deres turbine/kompressor eller fane kombination der afgør om der tales om en single, twin eller tripple spool motor.

Hvorfor snakker man om spool og hva betyr ordet? Om et fly som står klar på rullebanen sier man "the engine is spooling up". Med det menes at turtall og skyvkraft raskt økes. Det er turbinene som gir kraft til kompressorene og viften (kraft fra den kontinuerlige forbrenningen av komprimert luft i brennkammerene) og det er turbinene som drar turtallet opp.

Det er fascinerende å høre lyden fra motorene som stadig blir mer intens og det synes ikke å være ende på økende intensitet og skyvkraften utvikler seg eksplosivt!

På Rolls-Royces Trent-motorer har en 3 spools, høytrykks (HP), mellomtrykk (IP) og lavtrykksturbindel (LP), og alle går med hver sin hastighet og via konsentriske aksler driver de LP, IP , HP-kompressorer og vifte.

Den nye Utrafan-motoren har 2 spools, HP og LP turbiner (det samme som PW1000G, GE90x). I tillegg har både PW1000G og Ultrafan planetgir som tar ned viftehastigheten.

  • 1
  • 0

Det er vel op til Rolls-Royce's marketings afdelingen hvad de vil kalde det 😉. Om 1 aksel partout skal have både turbine og fan er jo ikke mejslet i sten nogle steder. Og slet ikke for marketing.

Jeg har ikke set Rolls-Royce beskrive deres nye Ultrafan motor for en treakslet motor nogen steder, ud over i videoen nederst på denne side, men de skriver dog at den benytter Advance 3 teknologi:

https://www.rolls-royce.com/products-and-s...

I min optik er der dog ikke tale om en decideret 3 akslet motor, da den kun har 2 aksler der kører inde i hinanden, mens den sidste aksel sidder foran reduktionsgearkassen og bliver drevet af den inderste aksles turbinemodul.

  • 2
  • 0

Jeg tænker lidt det samme.

Som jeg har forstået det, så er hvert enkelt faneblad på en RR-motor éet sammenhængende keramisk krystal, der er 'dyrket' på en snedig måde. Det gør dem utroligt stærke - især hvis der kommer fremmedlegmer i motoren, som f.eks. en flok gæs.

Kulfiber forkommer som et billigere og knap så sikkert materiale, med mindre der er tale om nano-carbon-rør eller noget i den stil - men så er det vel heller ikke kulfiber.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten