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Trento 1000
Trent 1000 GoodwinHall VirginiaTech.jpg
Rolls-Royce Trent 1000 mostrado dentro de Goodwin Hall en Virginia Tech
TipoTurbofan
origen nacionalReino Unido
FabricanteRolls-Royce plc
Primer intento14 de febrero de 2006
Principales aplicacionesBoeing 787 Dreamliner
Desarrollado porTrento 900
Desarrollado enRolls-Royce Trent XWB
Rolls-Royce Trent 7000

El Rolls-Royce Trent 1000 es un motor turbofan de alto bypass producido por Rolls-Royce plc , una de las dos opciones de motor del Boeing 787 Dreamliner , que compite con el General Electric GEnx . Se presentó por primera vez el 14 de febrero de 2006 y voló por primera vez el 18 de junio de 2007 ante un conjunto de certificación EASA / FAA el 7 de agosto de 2007 y entró en servicio el 26 de octubre de 2011. La corrosión -relacionados grietas de fatiga de presión intermedia (IP) álabes de la turbina fue descubierto a principios de 2016, aterrizando hasta 44 aviones y costando a Rolls-Royce al menos £ 1.354 mil millones.

El motor de 62,264–81,028 lbf (276,96–360,43 kN) tiene una relación de derivación superior a 10: 1, un ventilador de 2,85 m (9 pies 4 pulg.) My mantiene el diseño característico de tres carretes de la serie Trent . El Trent 1000 TEN actualizado con tecnología del Trent XWB y el Advance 3 apunta a un consumo de combustible hasta un 3% mejor . Se ejecutó por primera vez a mediados de 2014, obtuvo la certificación EASA en julio de 2016, voló por primera vez en un 787 el 7 de diciembre de 2016 y se introdujo el 23 de noviembre de 2017. A principios de 2018 tenía una participación de mercado del 38% de la cartera de pedidos decidida. El Rolls-Royce Trent 7000 es una versión con purga de aire utilizada para el Airbus A330neo .

Desarrollo [ editar ]

En 2003, Rolls-Royce estaba ofreciendo un derivado escalado del Trent 900 para el Boeing 7E7 propuesto , que podría incorporar tecnologías ANTLE . [1] El 6 de abril de 2004, Boeing anunció que había seleccionado dos socios de motor para su nuevo 787: Rolls-Royce y General Electric (GE). En junio de 2004, Air New Zealand eligió el Trent 1000 para sus dos pedidos en firme. El 13 de octubre de 2004, All Nippon Airways seleccionó a Rolls-Royce para impulsar 30 787-3 y 20 787-8, un acuerdo de $ 1 mil millones ( £ 560 millones).

La primera ejecución del Trent 1000 fue el 14 de febrero de 2006. [2] El 18 de junio de 2007, realizó su primer vuelo desde el aeropuerto TSTC Waco en Texas, en el banco de pruebas de vuelo de Rolls-Royce, un Boeing 747-200 modificado. [3] El 7 de julio de 2007, el arrendador de aviones International Lease Finance Corporation realizó un pedido por valor de 1.300 millones de dólares a precios de catálogo para Trent 1000 para alimentar 40 de los 787 que tiene en pedido, 16,25 millones de dólares por motor. [4] El motor recibió la certificación conjunta de la FAA y la EASA el 7 de agosto de 2007, [5] o el 7/8/7 en Europa. El Trent 1000 es el motor de lanzamiento en las dos variantes iniciales del 787, el -8 con ANA y el -9 con Air New Zealand.[6] El 27 de septiembre de 2007, British Airways anunció la selección del Trent 1000 para impulsar 24 Boeing 787.

El 2 de agosto de 2010, un Trent 1000 sufrió una falla incontenible del motor de la turbina intermedia en un banco de pruebas. [7] Se informó que se debió a un incendio en el sistema de aceite del motor. [8]

Trent 1000 DIEZ [ editar ]

Rolls-Royce diseñó una versión mejorada que buscaba al menos un 2% de mejor consumo de combustible que el actual Trent 1000 Package C. [9] La compañía afirma ofrecer hasta un 3% menos de consumo de combustible que la competencia. [10] Para mayo de 2015, Rolls afirma que ayuda a reducir el dominio de GEnx en el mercado de motores Boeing 787, con el 42% de los pedidos de motores recientemente declarados destinados al Trent. [11] A principios de 2018, de 1277 pedidos, 681 seleccionaron a GE (53,3%), 420 Rolls-Royce (32,9%) y 176 estaban indecisos (13,8%). [12]

Cuenta con una versión a escala del Airbus A350 's Trent XWB -84 compresor, [9] y Avance 3 tecnología de la base. [13] El consumo de combustible se reduce a través de su compresor de presión intermedia mejorado donde las etapas traseras giran a velocidades más altas. Se introdujeron tres etapas blisk en el nuevo compresor y el 75% de sus piezas son nuevas o se cambiaron del 1000. [14]

El motor funcionó por primera vez a mediados de 2014. [14] Rolls-Royce inicialmente esperaba certificar el Trent TEN antes de finales de 2015 y entrar en servicio a finales de 2016. La revisión de una función de ahorro de peso llamada 'estatores con bandas' y otros problemas de diseño retrasaron la certificación del motor FAA Part 33. [9] Fue certificado por la EASA en julio de 2016. [15]

Voló por primera vez en un Boeing 787 el 7 de diciembre de 2016. [10] Rolls-Royce proporcionará el TEN como su opción de motor para el 787 a partir de 2017. [13] Cumpliendo con los límites de emisiones de humo en los puntos del modo de aterrizaje y despegue , pero no en ciertos En agosto de 2017, Rolls-Royce solicitó a la FAA una exención temporal hasta 2019 para desarrollar una modificación. [16] Los límites de emisiones de humo se cumplen según los estándares de la EASA, pero no en todos los niveles exigidos por la FAA. [17] European LCC Norwegian Air , la aerolínea singapurense Scoot y Air New Zealandrecibió los 787 con motor Trent 1000 TEN en noviembre de 2017, con el primer servicio comercial el día 23. [18]

Diseño [ editar ]

El Trent 1000 es un turboventilador de alto bypass con tres ejes coaxiales independientes y una única cámara de combustión anular con 18 boquillas de aspersión. El eje de baja presión con un ventilador de 2,85 m (9 pies 4 pulg) de álabes inclinados es impulsado por seis turbinas axiales . El carrete de presión intermedia con 8 compresores axiales es girado por una sola etapa de turbina. El compresor de alta presión de seis etapas es impulsado por una sola etapa de turbina, que gira en la dirección opuesta a los otros dos ejes. El motor está controlado por un EEC . [19]

Inicialmente, Boeing jugó con la idea de comprar exclusivamente el motor del 787, siendo GE Aviation el candidato más probable. Sin embargo, los clientes potenciales exigieron opciones y Boeing cedió.

Por primera vez en la aviación comercial, ambos tipos de motores tendrán una interfaz estándar con la aeronave, lo que permitirá que cualquier 787 esté equipado con un motor GE o Rolls-Royce en cualquier momento, siempre que el pilón también esté modificado. [20] La intercambiabilidad de motores hace que el 787 sea un activo más flexible para las aerolíneas, permitiéndoles cambiar de motor de un fabricante a otro a la luz de cualquier desarrollo futuro de motor que se ajuste más a su perfil operativo. El costo de tal cambio requeriría una diferencia significativa en el costo de operación entre los dos tipos de motores para hacerlo económico, una diferencia que no existe con los motores en la actualidad.

Al igual que con las variantes anteriores de la familia Trent, Rolls se asoció con socios de riesgo e ingresos compartidos en el programa Trent 1000. Esta vez había seis socios: Kawasaki Heavy Industries (módulo de compresor intermedio), Mitsubishi Heavy Industries ( cámara de combustión y álabes de turbina de baja presión), Industria de Turbo Propulsores (turbina de baja presión), Carlton Forge Works (caja del ventilador), Hamilton Sundstrand (caja de cambios). ) y Goodrich Corporation (sistema de control del motor). En total, estos socios tienen una participación del 35 por ciento en el programa.

La familia Trent 1000 hace un uso extensivo de la tecnología derivada del demostrador Trent 8104 . Para cumplir con el requisito de Boeing de un motor "más eléctrico", el Trent 1000 tiene un diseño sin sangrado , con toma de fuerza del carrete de presión intermedia (IP) en lugar del carrete de alta presión (HP) que se encuentra en otros miembros de la familia Trent. Se especificó un ventilador de retroceso de 2,8 m (110 pulgadas) de diámetro, con un eje de menor diámetro para ayudar a maximizar el flujo de aire. La relación de derivación se ha incrementado con respecto a las variantes anteriores mediante ajustes adecuados en el flujo del núcleo.

Una relación de alta presión junto con la rotación contraria de los carretes IP y HP mejora la eficiencia. [21] [ verificación fallida ] El uso de más componentes heredados reduce el recuento de piezas para minimizar los costos de mantenimiento. Se ofrece una cámara de combustión de azulejos.

Historial operativo [ editar ]

El 26 de octubre de 2011, el 787 voló su primer vuelo comercial desde Tokio Narita a Aeropuerto Internacional de Hong Kong en All Nippon Airways. [22] Fue propulsado por motores Trent 1000.

El 787 se introdujo en septiembre de 2011 con el Paquete A con un 1% menos de consumo de combustible específico de empuje (TSFC) que la especificación inicial de Boeing, que fue igualada por el Paquete B certificado en diciembre de 2011, luego mejorado por el Paquete C que ofrece un 1% de mejor consumo de combustible que especificado y certificado por EASA en septiembre de 2013. [23] Desde las primeras operaciones, GE afirmó una ventaja de consumo de combustible del 2% y una mejor retención del rendimiento del 1%. [24]

En marzo de 2014, de la cartera de pedidos en firme de 787, Rolls-Royce tenía 321 (31%), GE 564 (55%) y 146 estaban indecisos (14%). [25] Los paquetes de mejora del rendimiento rectificaron los problemas de consumo de combustible y confiabilidad, pero los problemas en la flota activa persisten y los problemas de durabilidad con ciertos componentes persisten para 400 a 500 motores en 2017. [26] A principios de 2018, de 1277 pedidos, 681 seleccionaron el GEnx (53%), 420 el Trent 1000 (33%) y 176 estaban indecisos (14%). [27]

Agrietamiento de la hoja [ editar ]

All Nippon Airways descubrió a principios de 2016 el agrietamiento por fatiga relacionado con la corrosión de las palas de las turbinas de presión intermedia (IPT). Los motores que mostraban una corrosión excesiva se retiraron del servicio y se repararon en una visita al taller; se desarrollaron y desplegaron palas más resistentes a la corrosión. . Se verificó la fatiga de las palas HPT y se inspeccionaron los sellos del rotor IPC, pero varias aerolíneas tuvieron que poner a tierra los 787. Rolls Royce tuvo que gastar $ 35 millones en "provisiones técnicas" inesperadas para su flota Trent 1000 en servicio en 2017. [16]

En abril de 2018, el intervalo de inspección para 380 1000 Paquete C Trent se redujo de cada 200 vuelos a todos los 80 a los problemas de la dirección de durabilidad, ya que la AESA debe ser seguido por los EE.UU. FAA , reduciendo ETOPS de 330 a 140 minutos, y afectar trans- Pacífico vuelos. [28] El 17 de abril, la FAA de EE. UU. Confirmó esta reducción de ETOPS . [29] El 19 de abril, la EASA emitió una Directiva de aeronavegabilidad.indicando "se informaron sucesos en motores RR Trent 1000 'Pack C', donde algunas palas del Rotor 1 y del Rotor 2 del IPC se encontraron agrietadas. Esta condición, si no se detecta y se corrige, podría conducir a la liberación de la pala en vuelo, lo que posiblemente resulte en una reducción control del avión ". [30] Se aumentan las tasas de inspección de la EASA, pero se mantienen las ETOPS . [ cita requerida ]

El 26 de abril de 2018, la FAA limitó ETOPS para motores de paquete C. [31] Esto afectó a Air Europa , Air New Zealand , Avianca , British Airways , Ethiopian , LATAM , LOT Polish , Norwegian Air , Royal Brunei , Scoot , Thai Airways y Virgin Atlantic . [32]

Boeing envió al vicepresidente principal del 737 MAX, Keith Leverkuhn, para ayudar a Rolls-Royce a superar los problemas, mostrando su importancia ya que 34 aviones están en tierra y este número podría aumentar en los próximos meses, ya que los 383 motores afectados alimentan a una cuarta parte de la flota de 787. El aumento de producción de B787 a 14 mensuales a mediados de 2019 no debería verse afectado, ya que el 70% tiene motores de aeronaves de GE , pero se ensamblan siete nuevos aviones en espera de motores. [33]

Como las directivas de aeronavegabilidad de la FAA y la EASA exigían inspecciones antes del 9 de junio, los aviones de pasajeros en tierra deberían elevarse a un máximo de 50: después de que se revisó el 80% de los motores, el 29% de ellos no pasó la inspección y permanecen en tierra. Rolls-Royce asignó a 200 personas para resolver el problema e instala una hoja de compresor IP revisada para las pruebas de principios de junio, lo que acelera el desarrollo de una solución permanente para tener piezas disponibles para revisión a partir de finales de 2018. [34] Para cubrir estos problemas, Rolls presupuesta 340 millones de libras esterlinas. ($ 450 millones) en 2018 y menos en 2019, en comparación con un flujo de caja libre de alrededor de £ 450 millones ($ 643 millones) en 2018 . [35] A principios de junio, se probó en vuelo una pala rediseñada en el 747-200 de Rolls-Royce.dado que 35 estaban en tierra, y aliviar las restricciones de ETOPS necesitaría agencias reguladoras convincentes de que interrumpir una desviación de un solo motor es bastante improbable. [36]

Se identificó un problema similar de durabilidad del compresor IP en algunos motores Paquete B, los motores 166 Paquete B se inspeccionarán en el ala, ya que se publicará un AD de EASA en junio de 2018. Se inició un rediseño preventivo de la parte del Paquete B, como para el Trent 1000 TEN, mientras que su flota joven no mostró una durabilidad IPC reducida. [37] La flota del Paquete B en servicio se encuentra actualmente en 61, mientras que ocho están almacenados. [38] Una escasez de existencias de palas de compresor llevó a hasta tres días más de lo previsto, ya que los aviones a tierra llegaron a 43, mientras que Rolls dedicó casi mil millones de libras esterlinas (1.300 millones de dólares) para abordar los problemas. [39]

Los aviones en tierra alcanzaron un máximo de 44 antes de caer, menos de los 50 esperados, y la capacidad de las palas de la turbina, un factor limitante, aumentó en un 50% desde que comenzó 2018. [40] Los problemas no deberían extenderse al Trent XWB , ya que no hay evidencia de problemas similares y se desarrolló con herramientas más modernas y un flujo de diseño diferente, aunque aún no se visitaron suficientes motores para descartarlo, o al Trent 7000 que incluirá mejoras de Trent 1000. [41] Se asumieron gastos excepcionales de £ 554 millones ($ 725 millones) para 2018, el 40% del costo total en efectivo hasta 2022, antes de £ 450 millones en 2019 y £ 100 millones menos en 2020. [42]

Mitigación [ editar ]

Al exponer el material base a la fatiga de ciclo bajo , el revestimiento de barrera térmica en las palas de la turbina IP se erosionó prematuramente por la " corrosión en caliente " causada por el alto contenido de azufre atmosférico debido a las industrias contaminantes alrededor de las grandes ciudades de Asia y el Pacífico. La solución inicial, un material base revisado y un recubrimiento para contrarrestar la corrosión de la turbina IP, se instaló en septiembre de 2018 en más del 62% de la flota afectada. Las pruebas de laboratorio de la turbina más nueva son satisfactorias y la vida útil de la turbina debe probarse mediante inspecciones en servicio, y algunos motores ya han completado entre 1000 y 1500 ciclos. Se verificó un programa de prueba de materiales con universidades del Reino Unido y Europa: pruebas de fatiga de ciclo bajomostró que se evitaba la difusión del agente en el material principal, evitando la formación de microgrietas . Un modelo predice la exposición a agentes corrosivos para evitar inspecciones y secuenciar las modificaciones. [43]

El mecanismo de falla no se entendió claramente cuando se descubrió el problema en marzo, después de que cuatro palas de compresor en el primer rotor IP y una en el segundo fallaran en un motor de alto tiempo. Los estudios de vibración revelaron una estela del ventilador que afectaba a la pala del compresor, con una diferencia de frecuencia de 100 Hz entre los carretes IP y LP que configuraban una vibración sincronizada en modo propio en los dos primeros rotores del compresor. Esto causó desgaste que provocó microgrietas en las raíces de las cuchillas, que crecieron hasta que las grietas adecuadas fallaron después de aproximadamente 1,000 ciclos y resultaron en un apagado durante el vuelo.. Para evitar modos propios, Rolls desplaza la masa de la hoja desde el centro hacia la periferia. Las pruebas no mostraron vibraciones dañinas y la certificación debe aprobarse antes de fin de año; la nueva hoja comenzó a producirse con anticipación. Si bien tiene un diseño de rotor IP diferente al estilo Trent XWB sin modo propio, las mismas etapas también se rediseñaron para el Trent 1000 TEN, así como para el Trent 7000 . [43]

En marzo de 2018, Rolls limitó de manera conservadora el funcionamiento de un solo motor a potencia máxima continua a 140 min, lo que llevó a los reguladores a restringir ETOPS . Solo un motor falló entre más de 100 que mostraban pequeñas grietas, un tercio de la población sospechosa de 366 motores, ya que la grieta se desarrolla lentamente. En el suelo en Derby, un Trent 1000 instrumentado con rotores agrietados funcionó durante 10 horas a la máxima potencia continua sin propagación de grietas , y luego se montó en el avión de prueba 747 de Rolls a mediados de septiembre para confirmar que no es una fatiga de ciclo alto.problema para aliviar las restricciones de ETOPS. Los vuelos deberían comenzar a fines de septiembre frente a la costa de California, se ejecutará a FL120 y con la potencia máxima como un desvío ETOPS de un solo motor , seguido de pruebas en clima frío en Alaska. [43] En diciembre, el número de motores conectados a tierra aún era alto y debía mejorar significativamente durante el primer semestre de 2019. [44] Tras la aprobación de EASA y FAA, se instaló un diseño de palas de compresor IP rediseñado en el Paquete C Trent. 1000 a partir de enero de 2019. [45]

Para noviembre de 2019, Rolls-Royce tenía como objetivo tener menos de diez aviones en tierra para mediados de 2020. Después de que se evaluó un diseño de turbina HP previsto para principios de 2020, una pala Trent 1000 TEN HP rediseñada no fue tan duradera como se esperaba y su introducción se retrasó hasta la primera mitad de 2021, la última modificación requerida. [46] Rolls-Royce espera asumir un cargo de £ 1.4 mil millones ($ 1.8 mil millones) en 2019, casi el doble de los £ 790 millones absorbidos en 2018, ya que todos los costos distribuidos en 2017-2023 están aumentando a £ 2.4 mil millones, en comparación con £ 1.6 mil millones estimados para mediados de 2019. [47]

Fiabilidad [ editar ]

Hasta marzo de 2016, tenía una confiabilidad de despacho del 99,9 por ciento y cuatro paradas en vuelo (IFSD) dieron una tasa de 2 IFSD por millón de horas de vuelo. [48]

El 10 de agosto de 2019, un Boeing 787-8 noruego de larga distancia que partía de Roma tuvo una falla en el motor y la tripulación logró un aterrizaje de emergencia sin eventos . Las piezas dañaron el ala izquierda del avión, el estabilizador horizontal, el fuselaje y los neumáticos del tren de aterrizaje principal, y cayeron sobre áreas urbanas. Una pala de turbina se rompió y pudo haber causado que otras se desintegraran. [49] [50] El motor sufrió otras paradas en vuelo menos publicitadas.

Aplicaciones [ editar ]

  • Boeing 787 Dreamliner

Variantes [ editar ]

Las variantes fueron certificadas por la EASA [19].

el 7 de agosto de 2007
Trent 1000 ‐ A, Trent 1000 ‐ C, Trent 1000 ‐ D, Trent 1000 ‐ E, Trent 1000 ‐ G, Trent 1000 ‐ H
el 10 de septiembre de 2013
Trent 1000 ‐ A2, Trent 1000 ‐ C2, Trent 1000 ‐ D2, Trent 1000 ‐ E2, Trent 1000 ‐ G2, Trent 1000 ‐ H2, Trent 1000 ‐ J2, Trent 1000 ‐ K2, Trent 1000 ‐ L2
el 6 de mayo de 2015
Trent 1000 ‐ AE, Trent 1000 ‐ CE, Trent 1000 ‐ AE2, Trent 1000 ‐ CE2
el 11 de julio de 2016
Trent 1000 ‐ AE3, Trent 1000 ‐ CE3, Trent 1000 ‐ D3, Trent 1000 ‐ G3, Trent 1000 ‐ H3, Trent 1000 ‐ J3, Trent 1000 ‐ K3, Trent 1000 ‐ L3, Trent 1000 ‐ M3, Trent 1000 ‐ N3, Trent 1000 ‐ P3, Trent 1000 ‐ Q3, Trent 1000 ‐ R3
Variantes de Trent 1000 [19]
DesignacionCalificación de despegueContinuo
Trent 1000-E62,264 libras (276,96 kN)58.866 lbf (261,85 kN)
Trento 1000-H63,897 lbf (284,23 kN)
Trento 1000-A69,294 libras (308,24 kN)64,722 libras (287,90 kN)
Trento 1000-G72,066 libras (320,57 kN)
Trent 1000-C / D / L / P74,511 libras (331,44 kN)69,523 libras (309,25 kN)
Trent 1000-J / K / Q78,129 libras (347,54 kN)71,818 lbf (319,46 kN)
Trent 1000-M / N79,728 libras (354,65 kN)72,691 libras (323,35 kN)
Trent 1000-R81,028 lbf (360,43 kN)

Motores en exhibición [ editar ]

Un Trent 1000 está en exhibición en el Rolls-Royce Heritage Trust, Derby . [51]

Especificaciones [ editar ]

Trent 1000 en un prototipo de Boeing 787

Datos de EASA [19]

Características generales

  • Tipo: motor turbofan de tres ejes con alta relación de derivación
  • Longitud: 4,738 m (186,5 pulgadas)
  • Diámetro: 285 cm (112 pulgadas) (ventilador)
  • Peso en seco: 5.936–6.120 kg (13.087–13.492 lb)

Componentes

  • Compresor: LP de una etapa (ventilador), IP de ocho etapas, compresor HP de seis etapas
  • Combustores : cámara de combustión anular única con 18 boquillas de pulverización de combustible
  • Turbina : turbina HP de una etapa (13391 RPM), turbina IP de una etapa (8937 RPM), turbina LP de seis etapas (2683 RPM)

Actuación

  • Empuje máximo : 265,3–360,4 kN (59,600–81,000 lbf)
  • Relación de presión general : 50: 1 [52]
  • Relación de derivación : > 10: 1 [52]
  • Flujo másico de aire: 2400–2,670 lb (1,090–1,210 kg) por segundo [53]
  • Relación empuje-peso : 6.01 (Trent 1000-R)

Ver también [ editar ]

Motores comparables

  • Alianza de motores GP7000
  • General Electric GEnx

Listas relacionadas

  • Lista de motores de aviones  - artículo de la lista de Wikimedia

Referencias [ editar ]

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