基本介紹
- 中文名：RB211發動機
- 製作公司：羅爾斯·羅伊斯股份有限公司
- 推力：166-270千牛
- 製作目的：作為動力裝置
- 時間：20 世紀 60 年代末
- 特色：第一款三轉子渦輪發動機
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系列介紹
20 世紀 60 年代末，隨著寬體客機的出現，羅爾斯·羅伊斯公司開始為洛克西德·馬丁公司的 L-1011 （ TriStar ）客機發展 RB211 發動機。該發動機採用獨特的三轉子渦扇概念，羅爾斯·羅伊斯公司為此投入巨額資金，但這種發動機的發展並不順利，並導致羅爾斯·羅伊斯公司陷入了財務危機並最終破產，於 1971 年被收為國有。（到 1987 年，羅爾斯 · 羅伊斯公司重新歸為私有）隨後的破產改組，政府將航空發動機部分獨立出來，其重新恢復生機。 RB211 發動機系列對此前產生的問題經過不斷改進後也逐漸受到市場的歡迎，三轉子的特點也得以顯現，可使發動機的機械簡化，與同級別發動機相比，具備更少的級數、更少的組成零件及簡單的系統，可靠性較高，也有利於日後的維護。
誕生過程
背景
在1966年，美國航空宣布他們需要一種座英里成本更低的新型雙發中短程客機。而飛機製造商們希望能再有至少一家航空公司贊同這種主意，他們才進行開發。恰好美國東方航空對此也有興趣，不過他們希望這種新飛機擁有更長的航程，而在那個時代，對於這種長航程客機的必須使用三發來滿足冗餘度的需求。其他航空公司也還是對三發的客機感興趣。洛克希德公司和道格拉斯公司各自推出了自己的新型飛機：L-1011三星飛機和DC-10。這兩款飛機都是300座級三發寬體雙通道，能橫跨美洲大陸的中遠程客機。
這些新型飛機都需要新發動機。而這個時期發動機技術取得了極大的進步，即從低涵道改為高涵道。這使得發動機可以提供更大的推力，並且更加省油，更加安靜。羅爾斯·羅伊斯曾經想發展一種推力為45000磅（200千牛）的新型發動機來用在升級版的三叉戟飛機上，即RB178，不過失敗了。這項計畫在後來又發展為為空客A300提供動力的，推力為47500磅（211千牛）RB207，不過後來取消了。於是羅爾斯·羅伊斯就專心進行它的RB211研發計畫。
於此同時，羅爾斯·羅伊斯還在進行它的三轉子渦輪發動機的研究。這種發動機被認為可以提供更高的工作效率。這種配置下，渦輪發動機中有三組不同的渦輪，分別驅動三組不同的壓氣機，以不同的速度旋轉。這種情況下，不同的壓氣機都可以工作在最佳轉速。不過三轉子的設計雖然更加緊湊和堅固，但是其複雜的結構也增加了製造維護的難度。這時有好幾種三轉子的設計正在進行，包括用來取代斯貝發動機的，設計推力在10000磅（44千牛）的RB203。
設計
在1967年6月23日，羅爾斯·羅伊斯向洛克希德公司提供了為L-1011三星飛機設計的RB211-06型發動機的設計。這種新發動機可以提供33260磅（147.9千牛）的額定推力，並且使用了很多發動機的新技術：源自RB207的可以提供大功率的高涵道比設計，以及源自RB203的三轉子設計。除此之外，也有一些全新的技術。風扇就是使用全新的，被稱作“海菲爾（hyfil）”碳纖維複合材料製成。這樣的節省的重量和全用金屬製成的風扇相當，從而增大了發動機的推重比，這是一個很大的優勢。羅爾斯·羅伊斯公司承諾在1971年將RB211投入使用，儘管他們知道要在這么短的時間內增添這么多新技術是一項挑戰。
安裝在澳洲航空的波音747-300上的RB211-524
安裝在澳洲航空的波音747-300上的RB211-524洛克希德公司認為這種新發動機的使用會讓L-1011與DC-10相比具有很大的優勢。然而，道格拉斯公司在1967年10月也同樣收到了羅爾斯·羅伊斯請求讓DC-10裝上推力為3400磅（157千牛）的RB211-10型發動機的建議。緊隨其後的就是一場場激烈的談判，既在飛機製造商洛克希德公司和道格拉斯公司之間，也在發動機提供方羅爾斯·羅伊斯、GE和普惠之間，還在美國的各大航空公司之間。在這期間，價格越談越低，推力越報越高。在1968年年初的時候，羅爾斯·羅伊斯能提供推力40600磅（181千牛）的RB211-18。而最後1968年3月29日，在收到94架L-1011訂單之後，洛克希德公司決定選用羅爾斯·羅伊斯公司的RB211-22發動機，並訂購了150對。
測試
RB211的複雜使得它的開發和測試耗時很長。1969年秋天，在努力滿足性能要求的情況下，羅爾斯·羅伊斯不得不承認，發動機推力不足，並且超重，而且油耗過高。這種情況還在進一步惡化。1970年5月，在對海菲爾製成的風扇進行的測試中，沒有通過鳥擊測試。幸好羅爾斯·羅伊斯為了研究了一種鈦葉片，作為海菲力的替代品。不過這意味著額外的成本和更大的重量。這也帶來了技術上的問題。人們發現這些鈦坯料只有一面的質量滿足風扇葉片的製造要求。
到了1970年9月，羅爾斯·羅伊斯向英國政府報告，RB211的開發已經花掉1.703億英鎊——幾乎是原計畫的兩倍。此外，RB211的製造成本預估已經超過230375英鎊該項目正在進入危機。
系列產品
RB211-22系列
- 三轉子
- 5.0的高涵道比
- 單級寬弦風扇
- 七級中壓壓氣機
- 六級高壓壓氣機
- 18噴嘴的單環形燃燒室
- 單級高壓渦輪
- 單級中壓渦輪
- 三級低壓渦輪
RB211-524系列
- 三轉子
- 4.1 - 4.3的高涵道比
- 單級寬弦風扇
- 七級中壓壓氣機
- 六級高壓壓氣機
- 18（G/H-T是24）噴嘴的單環形燃燒室
- 單級高壓渦輪
- 單級中壓渦輪
- 三級低壓渦輪
RB211-535系列
- 三轉子
- 4.3-4.4的高涵道比
- 單級寬弦風扇
- 六級中壓壓氣機
- 六級高壓壓氣機
- 18（新版本E4是24）噴嘴的單環形燃燒室
- 單級高壓渦輪
- 單級中壓渦輪
- 三級低壓渦輪
-535E4不但使用了新型中壓壓氣機，而且率先使用了寬弦無凸肩（凸台）空心葉片，這使得風扇氣動效率有所提高，並降低了生產成本。除此之外，它也使用了許多新材料，比如使用在高壓壓氣機和風扇上的鈦合金，使用在發動機短艙上的碳纖維複合材料。而其後的發動機又配備了一些來自-524系列的新功能，比如FADEC。
性能參數
| 型號 | 起飛推力 | 基本重量 | 長度 | 風扇直徑 | 開始使用年 | 使用機種 |
|---|---|---|---|---|---|---|
RB211-22B | 42,000 lbf (190 kN) | 9,195 lb (4,171kg) | 119.4 in (303 cm) | 84.8 in (215 cm) | 1972 | 洛克希德L-1011-1, 洛克希德L-1011-100 |
RB211-524B2 | 50,000 lbf (220 kN) | 9,814 lb (4,452kg) | 119.4 in (303 cm) | 84.8 in (215 cm) | 1977 | 波音747-100, 波音747-200, 波音747SP |
RB211-524B4 | 50,000 lbf (220 kN) | 9,814 lb (4,452kg) | 122.3 in (311 cm) | 85.8 in (218 cm) | 1981 | 洛克希德L-1011-250, 洛克希德L-1011-500 |
RB211-524C2 | 51,500 lbf (229 kN) | 9,859 lb (4,472kg) | 119.4 in (303 cm) | 84.8 in (215 cm) | 1980 | 波音747-200, 波音747SP |
RB211-524D4 | 53,000 lbf (240 kN) | 9,874 lb (4,479kg) | 122.3 in (311 cm) | 85.8 in (218 cm) | 1981 | 波音747-200, 波音747-300, 波音747SP |
RB211-524D4-B | 53,000 lbf (240 kN) | 9,874 lb (4,479kg) | 122.3 in (311 cm) | 85.8 in (218 cm) | 1981 | 波音747-200, 波音747-300, |
RB211-524G | 58,000 lbf (260 kN) | 9,670 lb (4,390kg) | 125 in (320 cm) | 86.3 in (219 cm) | 1989 | 波音747-400 |
RB211-524H | 60,600 lbf (270 kN) | 9,670 lb (4,390kg) | 125 in (320 cm) | 86.3 in (219 cm) | 1990 | 波音747-400, 波音767-300 |
RB211-524G-T | 58,000 lbf (260 kN) | 9,470 lb (4,300kg) | 125 in (320 cm) | 86.3 in (219 cm) | 1998 | 波音747-400, 波音747-400F |
RB211-524H-T | 60,600 lbf (270 kN) | 9,470 lb (4,300kg) | 125 in (320 cm) | 86.3 in (219 cm) | 1998 | 波音747-400, 波音747-400F, 波音767-300 |
RB211-535C | 37,400 lbf (166 kN) | 7,294 lb (3,309kg) | 118.5 in (301 cm) | 73.2 in (186 cm) | 1983 | 波音757-200 |
RB211-535E4 | 40,100 lbf (178 kN) | 7,264 lb (3,295kg) | 117.9 in (299 cm) | 74.1 in (188 cm) | 1984 | 波音757-200, 波音757-300, Tupolev Tu-204 |
RB211-535E4B | 43,100 lbf (192 kN) | 7,264 lb (3,295kg) | 117.9 in (299 cm) | 74.1 in (188 cm) | 1989 | 波音757-200, 波音757-300, 圖波列夫Tu-204 |
