Méi séier, méi roueg, méi propper - Neie Fligermotor

Et stellt sech eraus datt fir vill an der Loftfaart ze änneren, musst Dir net no neie Propeller, futuristeschen Designen oder Raummaterial sichen. Et ass genuch eng relativ einfach mechanesch Transmissioun ze benotzen ...

Dëst ass eng vun de wichtegsten Innovatiounen aus de leschte Joeren. Geared Turbofan Motoren (GTF) erlaben de Kompressor an de Fan mat verschiddene Geschwindegkeeten ze rotéieren. D'Fan Drive Gang rotéiert mat der Fanwelle awer trennt de Fanmotor vum nidderegen Drockkompressor an der Turbine. De Fan rotéiert mat enger méi lueser Geschwindegkeet, während de Kompressor an d'Nidderdruckturbine mat enger méi héijer Geschwindegkeet funktionnéieren. All Motormodul kann op optimal Effizienz funktionnéieren. No 20 Joer R&D a R&D Ausgabe vu ronn 1000 Milliarden Dollar, war d'Pratt & Whitney PurePower PW2016G Turbofan Famill virun e puer Joer operationell a gouf zënter XNUMX massiv a kommerziell Fligere agefouert.

Modern Turbofan Motore produzéiere Schub op zwou Weeër. Als éischt sinn d'Kompressoren an d'Verbrennungskammer am Kär läit. Virun ass e Fan, deen duerch de Kär ugedriwwe gëtt, d'Loft duerch d'Bypass-Kammeren ronderëm de Motorkär leet. De Bypass Verhältnis ass d'Verhältnis vun der Quantitéit vun der Loft déi duerch de Kär passéiert an d'Quantitéit vun der Loft déi duerch et passéiert. Am Allgemengen heescht e méi héije Bypass-Verhältnis méi roueg, méi effizient a méi staark Motoren. Konventionell Turbofanmotoren hunn e Bypass Verhältnis vun 9 op 1. Pratt PurePower GTF Motore hunn e Bypass Verhältnis vun 12 op 1.

Fir de Bypass-Verhältnis ze erhéijen, mussen d'Motorhersteller d'Längt vun de Fanblades erhéijen. Wéi och ëmmer, wann se verlängert sinn, wäerten d'Rotatiounsgeschwindegkeet um Enn vum Blade sou héich sinn datt ongewollt Schwéngungen optrieden. Dir braucht Fanblades fir ze luesen, an dat ass wat d'Gearbox ass. Esou e Motor kann esou héich wéi 16 Prozent sinn, laut Pratt & Whitney. grouss Brennstoffwirtschaft an 50 Prozent. manner Ofgasemissiounen an ass 75 Prozent. roueg. Viru kuerzem hunn SWISS an Air Baltic ugekënnegt datt hir GTF C-Serie Jetmotoren nach manner Brennstoff verbrauchen wéi den Hiersteller versprécht.

PW1100G-JM Motor op enger Produktioun Linn

Den TIME Magazin huet de PW1000G-Motor als ee vun de 50 wichtegsten Erfindungen vun 2011 ernannt an eng vun de sechs ëmweltfrëndlechsten Erfindungen, well Pratt & Whitney PurePower ass entwéckelt fir méi propper, méi roueg, méi mächteg ze sinn a manner Brennstoff ze benotzen wéi existéierend Jetmotoren. Am Joer 2016 huet de Richard Anderson, deemools President vun Delta Air Lines, de Motor "déi éischt richteg Innovatioun" genannt zënter dem Boeing säin Dreamliner de Kompositkonstruktioun revolutionéiert huet.

Spueren an Emissioun Reduktioun

De kommerziellen Loftfaart Secteur emittéiert all Joer méi wéi 700 Milliounen Tonnen Kuelendioxid. Obwuel et nëmmen ongeféier 2 Prozent sinn. global Kuelendioxid Emissiounen, gëtt et Beweiser datt Treibhausgaser am Jetbrennstoff e méi groussen Impakt op d'Atmosphär hunn, well se op méi héijen Héichten entlooss ginn.

Grouss Motor Hiersteller sichen Brennstoff ze spueren an Emissiounen ze reduzéieren. De Pratt Konkurrent CFM International huet viru kuerzem säin eegene fortgeschrattene Motor genannt LEAP agefouert, wat d'Firmabeamten soen datt ähnlech Resultater zu engem geareten Turbofan op Käschte vun anere Léisunge liwweren. CFM behaapt datt an enger traditioneller Turbofanarchitektur déiselwecht Virdeeler kënnen erreecht ginn ouni d'Gewiicht an d'Zeechen vun der Powertrain. LEAP benotzt liicht Kompositmaterialien a Kuelestofffaser Fan Blades fir Energieeffizienzverbesserungen z'erreechen, déi d'Firma seet, si vergläichbar mat deenen, déi mam Pratt & Whitney Motor erreecht goufen.

Bis haut sinn d'Bestellunge fir Airbus Motore fir den A320neo ongeféier gläichméisseg opgedeelt tëscht CFM a Pratt & Whitney. Leider fir déi lescht Firma verursaache PurePower Motore Probleemer fir Benotzer. Déi éischt erschéngt dëst Joer, wéi ongläich Ofkillung vun den GTF-Motoren an der Qatar Airways Airbus A320neo opgeholl gouf. Ongläichméisseg Ofkillung kann zu Verformung a Reibung vun Deeler féieren, a gläichzäiteg d'Zäit tëscht de Flich erhéijen. Als Resultat huet d'Airline ofgeschloss datt d'Motoren net operationell Ufuerderunge entspriechen. Kuerz drop hunn déi indesch Loftfaartautoritéiten d'Flich vun 11 Airbus A320neo Fligere suspendéiert, ugedriwwen duerch PurePower GTF Motoren. No der Economic Times ass d'Entscheedung komm nodeems Airbus GTF-ugedriwwen Fliger dräi Motorfehler am Laf vun zwou Wochen erlidden hunn. Pratt & Whitney downplays dës Schwieregkeeten, sot si einfach ze iwwerwanne.

Airbus elektronesch Fan

En anere Riese am Beräich vun de Fligermotoren, Rolls-Royce, entwéckelt seng eege Power Gearbox, déi bis 2025 de Brennstoffverbrauch bei groussen Turbofans ëm 25% reduzéiere wäert. am Verglach mat eelere Modeller vun der bekannter Trent Motor Gamme. Dëst bedeit natierlech en neie Pratt & Whitney Designkonkurrenz.

D'Briten denken och un aner Aarte vun Innovatioun. Wärend der rezenter Singapore Airshow huet Rolls-Royce d'IntelligentEngine Initiative lancéiert, déi zielt fir intelligent Fligermotoren z'entwéckelen déi méi sécher a méi effizient sinn duerch d'Fäegkeet mateneen ze kommunizéieren an duerch en Ënnerstëtzungsnetz. Andeems Dir eng kontinuéierlech Zwee-Wee-Kommunikatioun mam Motor an aneren Deeler vum Service-Ökosystem ubitt, wäert de Motor fäeg sinn Probleemer ze léisen ier se optrieden a léiere wéi d'Performance verbessert gëtt. Si géifen och aus der Geschicht vun hirer Aarbecht an anere Motore léieren, a si misste sech iwwerhaapt och ënnerwee reparéieren.

Drive brauch besser Batterien

D'Aviation Vision 2050 vun der Europäescher Kommissioun fuerdert eng Reduktioun vun den COXNUMX-Emissiounen.₂ ëm 75 Prozent, Stickstoffoxiden ëm 90 Prozent. a Kaméidi vun 65 Prozent. Si kënnen net mat existéierenden Technologien erreecht ginn. Elektresch an hybrid-elektresch Propulsiounssystemer ginn am Moment als ee vun de villverspriechendste Technologien ugesinn fir dës Erausfuerderungen z'erreechen.

Et ginn zwee-Sëtz elektresch Liicht Fligeren um Maart. Véier-Sëtz Hybrid-Elektresch Gefierer sinn um Horizont. D'NASA prognostizéiert datt an de fréien 20er, dës Zort vu kuerzer Streck, néng Sëtzer Fliger Loftfaartservicer zréck a méi kleng Gemeinschafte bréngt. Souwuel an Europa wéi och an den USA gleewen d'Wëssenschaftler datt bis 2030 et méiglech ass e hybrid-elektresche Fliger mat enger Kapazitéit vu bis zu 100 Sëtzer ze bauen. Allerdéngs wäert bedeitend Fortschrëtter am Beräich vun Energie Stockage néideg.

Am Moment ass d'Energiedicht vun de Batterien einfach net genuch. Dat alles kéint sech awer änneren. Den Tesla Chef Elon Musk sot datt wann d'Batterien fäeg sinn 400 Watt-Stonnen pro Kilogramm ze produzéieren, an d'Verhältnis vun der Zellkraaft zum Gesamtgewicht 0,7-0,8 ass, wäert den elektresche transkontinentale Fliger eng "schwiereg Alternativ" ginn. Bedenkt datt Lithium-Ion Batterien eng Energiedicht vun 113 Wh/kg am Joer 1994, 202 Wh/kg am Joer 2004 erreechen konnten, an elo fäeg sinn ongeféier 300 Wh/kg z'erreechen, kann et ugeholl ginn datt se an der nächster Dekade wäert den Niveau 400 Wh/kg erreechen.

Kitty Hawk elektresch zwee-Seater Loft Taxi Projet

Airbus, Rolls-Royce a Siemens hu kierzlech zesummegeschafft fir den E-Fan X Flying Demonstrator z'entwéckelen, wat e wesentleche Schrëtt no vir am kommerziellen Fliger hybrid-elektresche Propulsioun wäert sinn. E-Fan X Hybrid elektresch Technologie Demonstratioun erwaart -Fan X wäert an 2020 fléien no enger extensiv Buedemtestkampagne. An der éischter Phase ersetzt de BAe 146 ee vun de véier Motore mat engem XNUMX-Megawatt Elektromotor. Duerno ass et geplangt, déi zweet turbine mat engem elektresche motor ze ersetzen, no der demonstratioun vun der reife vum system.

Airbus wäert verantwortlech sinn fir d'Gesamtintegratioun wéi och d'Hybrid elektresch Propulsioun a Batteriekontrollarchitektur a seng Integratioun mat Fluchsteuersystemer. Rolls-Royce wäert verantwortlech sinn fir de Gasturbinemotor, den XNUMX-Megawatt Generator an d'Kraaftelektronik. Zesumme mat Airbus wäert de Rolls-Royce och un der Adaptatioun vun de Fans un déi bestehend Siemens Nacelle an Elektromotor schaffen. Siemens liwwert XNUMX MW Elektromotoren an en elektronesche Stroumkontroller, souwéi en Inverter, Konverter a Stroumverdeelungssystem.

Vill Fuerschungszentren ronderëm d'Welt schaffen un elektresche Fligeren, dorënner d'NASA, déi den X-57 Maxwell baut. De Kitty Hawk elektresch zwee-Sëtzer Lofttaxi Projet a vill aner Strukture vu groussen Zentren, Firmen oder kleng Start-ups ginn och entwéckelt.

Vu datt déi duerchschnëttlech Liewensdauer vu Passagéier- a Frachtfligere ronn 21 respektiv 33 Joer ass, och wann all nei Fligere, déi muer produzéiert ginn, ganz elektresch sinn, géif et zwee bis dräi Joerzéngte daueren, fir fossil Brennstoff ugedriwwe Fligeren auszeschléissen.

Also et wäert net séier schaffen. Mëttlerweil kënnen Biokraftstoffer d'Ëmwelt am Loftfaart Secteur erliichteren. Si hëllefen d'Kuelendioxidemissiounen ëm 36-85 Prozent ze reduzéieren. Trotz der Tatsaach, datt Biokraftstoffmëschunge fir Jetmotoren am Joer 2009 zertifizéiert goufen, ass d'Loftfaartindustrie net presséiert fir Ännerungen ëmzesetzen. Et gi wéineg technologesch Hürden an Erausfuerderunge verbonne fir d'Biobrennstoffproduktioun op industriellen Niveauen ze bréngen, awer den Haaptabschreckung ass de Präis - et dauert nach zéng Joer fir Paritéit mat fossille Brennstoffer z'erreechen.

Schrëtt an d'Zukunft

Zur selwechter Zäit schaffen d'Laboe un e bësse méi futuristesche Fligermotorkonzepter. Bis elo kléngt zum Beispill e Plasma-Motor net ganz realistesch, awer et kann net ausgeschloss ginn datt wëssenschaftlech Wierker sech zu eppes interessants an nëtzlecht entwéckelen. Plasma Thrusters benotzen Elektrizitéit fir elektromagnetesch Felder ze kreéieren. Si kompriméieren an excitéieren e Gas, wéi Loft oder Argon, an e Plasma - e waarmen, dichten, ioniséierte Staat. Hir Fuerschung féiert elo op d'Iddi fir Satellitten am Weltraum ze lancéieren (Ion-Thrusters). De Berkant Goeksel vun der Technescher Universitéit vu Berlin a seng Equipe wëllen awer Plasma-Thrusters op Fligeren setzen.

D'Zil vun der Studie ass e Loftjet-Plasma-Motor z'entwéckelen, dee fir Start- an Héich-Héichflich benotzt ka ginn. Plasma Jet Motore sinn typesch entworf fir an engem Vakuum oder nidderegen Drock Atmosphär ze bedreiwen, wou eng Gasversuergung néideg ass. Wéi och ëmmer, d'Team vum Göksel huet en Apparat getest, deen an der Loft bei engem Drock vun enger Atmosphär funktionnéiert. "Eis Plasma-Düsen kënnen Geschwindegkeete vu bis zu 20 Kilometer pro Sekonn erreechen", seet de Göckel an der Konferenzserie Journal of Physics.

SABER Motor am hypersonesche Gefier vun der Zukunft

Fir unzefänken huet d'Team Miniaturschrauwen 80 Millimeter laang getest. Fir e klenge Fliger wäert dat bis zu dausend sinn, wat d'Team als méiglech hält. Déi gréisste Begrenzung, natierlech, ass de Mangel u liicht Batterien. D'Wëssenschaftler berücksichtegen och Hybridfliger, an deenen de Plasmamotor mat Verbrennungsmotoren oder Rakéite kombinéiert gëtt.

Wa mir iwwer innovativ Jetmotorkonzepter schwätzen, loosst eis de SABER (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) net vergiessen, entwéckelt vu Reaction Engines Limited. Et gëtt ugeholl datt dëst e Motor ass, deen souwuel an der Atmosphär wéi och am Vakuum funktionnéiert, op flëssege Waasserstoff leeft. Op der éischter Etapp vum Fluch ass den Oxidator Loft aus der Atmosphär (wéi an konventionell Jetmotoren), a vun enger Héicht vu 26 km (wou d'Schëff eng Geschwindegkeet vu 5 Millioune Joer erreecht) - flëssege Sauerstoff. Nom Wiessel op de Rakéitemodus wäert et Geschwindegkeete vu bis zu 25 Mach erreechen.

HorizonX, Boeing Investitiounsarm, déi am Projet involvéiert ass, huet nach net entscheeden wéi SABER et benotze kéint, ausser datt et erwaart "revolutionär Technologie ze benotzen fir Boeing a senger Sich no supersonesche Fluch ze hëllefen."

RAMJET a Scramjet (Supersonic Jet-Moteur mat Verbrennungskammer) sinn laang op de Lippen vun de Fans vun der High-Speed-Aviatioun. Momentan gi se haaptsächlech fir militäresch Zwecker entwéckelt. Wéi och ëmmer, wéi d'Geschicht vun der Loftfaart léiert, wat an der Arméi getest gëtt, geet an d'Zivilloft. Alles wat et brauch ass e bësse Gedold.

Rolls Royce Intelligent Engine Video:

Rolls-Royce | Innovatioun an IntelligentEngine