Европроп TP400 - Europrop TP400 - Wikipedia

TP400
Парижский авиасалон 2017 Europrop TP400.jpg
TP400 представила Safran на авиасалоне в Париже в 2017 году.
ТипТурбовинтовой
ПроизводительEuroprop International
Первый забег28 октября 2005 г.
Основные приложенияAirbus A400M
Количество построенных400+[1]

В Europrop International TP400-D6 11 000shp (8200 кВт) силовая установка, разработка и производство Europrop International для Airbus A400M Atlas военно-транспортный самолет. TP400 - самый мощный однооборотный турбовинтовой в сервисе; только противоположное вращение Кузнецов НК-12 больше.

Разработка

TP400 изначально был выбран Airbus Военные для питания A400M в декабре 2000.[2] Тем не мение, Airbus возобновил конкурс двигателей в феврале 2002, потому что ядро ​​двигателя, в основе которого Snecma M88 турбовентилятор истребитель, был слишком тяжелым и недостаточно экономичным.[3] К маю 2002 г. Pratt & Whitney Canada (P&WC) объявила о предложении турбовинтового двигателя мощностью 12000 л.с. (8900 кВт) с сердечником на основе его PW800 турбовентилятор[4] находящийся в стадии разработки региональный реактивный двигатель мощностью 53–89 килоньютон (5 400–9 100 кгс; 12 000–20 000 фунтов силы), у которого в то время был вентилятор с редуктором;[5] позже концепт получил название PW180.[4] В 2003, примерно к 30 апреля крайнему сроку принятия решения, генеральный директор Airbus Ноэль Форгерд сказал репортерам, что предложение P&WC было на 20% дешевле, чем предложение TP400, и что он предпочел бы передать контракт P&WC, но правительственные чиновники запросили продление для компаний, чтобы они пересмотрели свои предложения. До того, как окончательные предложения были изменены, источники утверждали, что предложение P&W, в котором доля производства в Европе составляла 75 процентов, было ниже на 400 миллионов долларов США.[6] 6 мая, несмотря на обвинения в европейском протекционизме, под давлением европейских политических и деловых лидеров Airbus заключил с Europrop контракт на 3,4 миллиарда долларов на производство 900 двигателей для A400M.[7] После решения один из членов Europrop заявил, что контракт TP400 увеличит стоимость программы A400M стоимостью 22,7 миллиарда долларов США примерно на 1-2 процента по сравнению с выбором PW180.[4]

Два двигателя TP400 на левом крыле самолета Airbus A400M Atlas на авиасалоне ILA Berlin 2018. При увеличении изображения на лопастях гребного винта становятся видны маркеры LH или RH, указывающие на то, что лопасти предназначены для левого и правого гребного винта соответственно.

Подписание контракта на А400М между Airbus Военные и Европейское агентство оборонных закупок OCCAR 27 мая 2003 года началось выполнение программы развития самолета, рассчитанной на 77 месяцев (6 лет 5 месяцев). В 2003 году Парижское авиашоу, Europrop подписала контракт на 300 миллионов евро с бывшим партнером консорциума двигателей Avio для питания редукторов. Однако из-за крутящего момента и аэродинамических проблем Локхид Мартин встретился на его C-130J Супер Геркулес При модернизации, в которой использовались новые двигатели и пропеллеры, мощность которых была вдвое меньше запланированной мощности TP400, Airbus сохранил возможность выбора конфигурации двигателя и винта для себя. График разработки TP400, который считался очень амбициозным, предусматривал проведение стендовых испытаний двигателя в течение 27 месяцев (2 года, 3 месяца) с момента подписания контракта или августа 2005 года. Несмотря на настойчивые требования Europrop о проведении испытаний на специализированном двигателе в испытательном самолете не было необходимости, Airbus настаивал на реализации такой программы на Airbus A300 или же A340 через 11 месяцев после первых наземных испытаний. Программа испытаний двигателей обойдется Airbus примерно в 40 миллионов евро.[8]

В июле / августе 2003 года Airbus подписал контракт на сумму до 830 миллионов долларов США с Ратье-Фижак поставлять пропеллеры, который будет иметь диаметр 5,33 метра (17,5 футов) и восемь составных лопастей.[9] К маю 2004, Airbus решил, что конструкция A400M будет иметь концепцию «ручного» пропеллера, чтобы пара двигателей на крыле вращалась в противоположных направлениях. Конструкция требовала двух гребных винтов - стандартного гребного винта и зеркального. Двигатель для винта с зеркальным отображением потребует дополнительных компонентов коробки передач. Этот пропеллер встречного вращения конструкция означала, что двигатель TP400 должен был быть сертифицирован для двух различных конфигураций коробки передач / гребного винта.[10] Награжден Airbus Marshall Aerospace контракт в декабре 2004 провести летные испытания двигателя TP400 на Локхид C-130K Геркулес самолет,[11] нацеливание на полеты в середине2006 и надеемся на первый полет в апреле того же года.[12] Другими рассматриваемыми планерами испытательных стендов были Ильюшин Ил-76 и то, что считалось фаворитом, собственная A340-300 испытательный самолет, даже несмотря на то, что большие пропеллеры TP400 все еще имели бы достаточный дорожный просвет, если бы он был установлен на низко установленном крыле A340.[13]

Согласно основной программе двигателя, представленной в сентябре 2006 года, TP400 должен был выйти на первый запуск двигателя к концу августа. 2005, за которым к концу того же года последовал запуск первого комбинированного двигателя и гребного винта. К концу 2006 года TP400 будет летать на собственном специализированном испытательном самолете, а к концу октября двигатель будет сертифицирован с «ручным» винтом. 2007, 54 месяца (4 года, 6 месяцев) в программе двигателя. Первый испытательный полет A400M с двигателем TP400 состоится в конце следующего месяца, а сертификация двигателя с базовым винтом состоится к концу марта. 2008. Наконец, квалификационные испытания завершатся к концу января. 2009.[14]:8

Два двигателя TP400 на правом крыле испытательного самолета A400M в 2010 году. Обратите внимание на воздухозаборники на подбородке под ступицами гребных винтов.

После двухмесячной задержки двигатель впервые заработал 28 октября 2005 г.[15] используя водяной тормоз как груз. В ходе последующих испытаний двигатель вышел на полную мощность.[16] 28 февраля 2006 г. были проведены первые испытания двигателя с установленным гребным винтом.[17] 19 ноября 2007 года компания Europrop поставила первый двигатель TP400 для летных испытаний двигателя.[18] В июне 2008 года TP400 совершил первый пробный запуск на внутреннем левом крыле самолета. С-130 Стенд для испытаний двигателя K, и была завершена интеграция с первым серийным самолетом A400M.[19] После 24 часов пробегов и рулежных испытаний 17 декабря 2008 г. состоялся первый полет одного двигателя TP400-D6. Airbus и Marshall завершили работу. летные испытания на испытательном стенде самолета C-130K, завершенном 30 сентября 2009 г. после 18 полетов, 55 часов налета и 61 часа наземных испытаний, хотя конструкция планера C-130K ограничивала максимальную крейсерскую скорость до Мах 0,64 вместо максимума 0,72 Маха у пропеллера TP400.[11] 18 ноября 2009 г. испытательный самолет A400M впервые совершил наземный пробег со всеми четырьмя двигателями TP400.[20] вскоре последовало первое испытание A400M на такси 23 ноября 2009 года.[21] 11 декабря 2009 г. первый полет А400М.[22] Двигатель получил гражданский сертификат Европейское агентство по авиационной безопасности (EASA) 6 мая 2011.[23] К апрелю 2012, Сертифицированные EASA гребные винты Ratier-Figeac FH385 / FH386 для TP400,[24] и 13 марта 2013 выдан сертификат типа на самолет А400М.[25] Самолет и двигатель официально поступили на вооружение ВВС Франции 30 сентября 2013 года.[26]

Несколько технических проблем задержали программу сертификационных испытаний двигателя и вынудили всю программу самолетов A400M внести в расписание дальнейшие корректировки. Задержки двигателя произошли в первую очередь из-за проблем с завершением полное управление цифровым двигателем (FADEC) к удовлетворению требований гражданских властей. В частности, в середине 2008 года Europrop определила, что двигатель работает правильно, но программное обеспечение FADEC все еще не соответствует требованиям EASA.[27] Поскольку A400M предназначался для гуманитарных миссий, самолет также должен был иметь гражданскую сертификацию. Европроп не понимал, что это означало, что FADEC также должен был показать прослеживаемость и доступность, поэтому EASA отказало в гражданской сертификации программного обеспечения. Из-за этой проблемы первый испытательный самолет A400M, который был готов к полету к сентябрю 2008 года, не был допущен к полетам. Europrop пришлось утроить штат сотрудников, чтобы решить эту проблему.[28] в результате получилась система FADEC, состоящая из более чем 275 000 строк кода, что в четыре раза сложнее, чем программное обеспечение FADEC для крупнейшего гражданского общества. реактивный двигатель.[29] Другие проблемы включали многочисленные подсистемы самолета, обеспечивающие недостаточную регистрацию в главный компьютер самолета.[30]

Дальнейшие проблемы возникли в 2016 с главным редуктором, который показал аномальный износ и нагрев, требующий преждевременного обслуживания.[31] Эта проблема привела к ВВС Германии временно приземлил два из трех самолетов A400M, что также привело к королевские воздушные силы самолет с остановкой двигателя в полете.[32] Временное исправление этой проблемы с движком было сертифицировано в июле 2016 года.[33] Проблемы с коробкой передач остались, и по состоянию на июль 2018, окончательное исправление планировалось внедрить к концу того же года.[34]

Редуктор главного винта TP400 на выставке Парижского авиасалона 2013 года.

Дизайн

TP400 имеет трехвальная конфигурация, состоящий из двухвального газогенератор за которым следует свободная турбина.[14]:10 Эта конфигурация была выбрана для максимального увеличения общий коэффициент давления.[нужна цитата ] Трехвальная установка также приводит к тому, что двигатель становится короче и легче, с более высокой жесткость сопротивляться изгиб в полете.[35] У TP400 есть подбородок воздухозаборник,[14]:10 и двигатель имеет массовый поток 26,3 килограмма в секунду (3480 фунтов в минуту).[36]

В газогенераторе промежуточное давление компрессор (IPC) разработан Двигатели MTU Aero и имеет пять ступеней.[13] Чтобы уменьшить сложность компонента, IPC не имеет регулируемого входа или статор лопасти.[36] Компрессор высокого давления (HPC) разработан компанией Rolls-Royce. HPC состоит из шести ступеней, четыре из которых являются фиксированными ступенями (блиски ),[37] а два других - как переменные стадии. Snecma предоставил камера сгорания, который базировался на камере сгорания своего M88 ТРДД. истребитель. Для привода HPC Snecma также поставила турбина (HPT), который также основан на HPT M88. Турбина промежуточного давления (IPT), приводящая в движение IPC, также является производным компонентом, на этот раз из MTU и на основе IPT Турбо-Союз РБ199 и Eurojet EJ200 турбовентиляторные истребители.[13] И Snecma HPT, и MTU IPT имеют одну ступень, но HPT не имеет кожуха, а IPT имеет кожух.[14]:10 Вал, соединяющий IPC с IPT, вращается в направлении, противоположном внешнему валу, который соединяет HPC с HPT. Общий коэффициент давления составляет 25: 1.[36] Компрессор ПД имеет степень давлений 3,5: 1, а компрессор ВД - около 7,2: 1.[нужна цитата ]

Крупным планом - пропеллеры Ratier-Figeac с высокой стреловидностью.

Турбина низкого давления (ТНД) обеспечивается Industria de Turbo Propulsores (ITP), и он получен из LPT Роллс-Ройс BR715 региональный ТРДД.[13] Эта турбина свободной мощности приводит в движение воздушный винт через третий соосный вал и редуктор.[36] В Avio -производится коробка передач имеет максимальную выходную мощность около 8000 кВт (11000 л.с.). Снижение происходит в два этапа: первый этап офсетный дизайн, за которым следует второй этап планетная система.[38] Общая редуктор соотношение составляет около 9,5: 1. Выход коробки передач крутящий момент составляет до 100 килоньютон-метров (74 000 фунт-сила-футов). Ранние прототипы коробки передач полностью состояли из алюминий, но магний был введен для экономии веса.[16] Поскольку коробка передач должна поддерживать вращение гребного винта в обоих направлениях, она добавляет Промежуточная шестерня для изменения направления, когда коробка передач работает в паре с "ручным" гребным винтом.[36]

Пропеллер разработан Ратье-Фижак и имеет диаметр 5,33 м (17,5 футов). Обратимый, винт переменного шага вмещает восемь лопастей, каждое из которых выполнено лонжерон заключен в составную оболочку и полиуретан покрытие.[35] Его лезвия имеют форма ятагана[36] что приводит к угол стреловидности около 55 градусов на концах лезвий,[39] которые имеют спиральный скорость 290 м / с (951 фут / с; 1044 км / ч; 648 миль / ч) при крейсерской скорости A400M 0,68 Маха.[35] В пропеллер имеет четыре скорость вращения настройки: 655, 730, 842 и 860 об / мин.[11] Настройка 655 об / мин предназначена для крейсерского полета на малой высоте, 730 об / мин для обычного крейсерского полета и 842 об / мин для круиза. взлететь и специальные маневры.[16] Винт преобразует мощность двигателя в 110 кН (11000 кгс; 25000 фунтов силы). толкать.[40]

Технические характеристики (TP400-D6)

Данные из Лист данных сертификата типа EASA для TP400-D6, выпуск 07, стр.[41]

Общие характеристики

Составные части

  • Компрессор: 5-ступенчатый компрессор промежуточного давления MTU без регулируемых входных отверстий и лопаток статора для упрощения;[36] 6-ступенчатый компрессор высокого давления Rolls-Royce с 2-мя переменными ступенями[13]
  • Камеры сгорания: Snecma[13] кольцевая камера сгорания с 18 топливными форсунками[36]
  • Турбина: Одноступенчатая турбина высокого давления Snecma; Одноступенчатая турбина среднего давления MTU; ИТП 3-х ступенчатая турбина низкого давления[13]
  • Тип топлива: Джет А, Джет А1, Джет Б, JP4, JP5, JP8, и JP8 + 100[43]

Спектакль

Смотрите также

Связанные списки

Рекомендации

  1. ^ «EPI добивается сборки 400-го турбовинтового двигателя TP400» (PDF). Europrop International (Пресс-релиз). 18 июля 2018 г.. Получено 11 августа 2018.
  2. ^ «А400М получает свой двигатель». Бизнес-брифинг. Interavia Business & Technology. Vol. 55 нет. 648. Декабрь 2000. с. 6. ISSN  0020-5168. OCLC  202195838 - через EBSCOhost.
  3. ^ Пенни, Стюарт (26 февраля 2002 г.). «Тендерные предложения по предложению Airbus A400M возобновляются». Двигатели. Международный рейс. п. 18. ISSN  0015-3710.
  4. ^ а б c Фрикер, Джон; Таттл, Рич (8 мая 2003 г.). «Маржа по программе двигателей A400M будет невысокой, - заявляет чиновник». Aerospace Daily. Vol. 206 нет. 28. с. 5. ISSN  0193-4546.
  5. ^ Пенни, Стюарт (7 мая 2002 г.). «P&WC предлагает PW800 для A400M». Международный рейс. Монреаль, Квебек, Канада. п. 5. ISSN  0015-3710.
  6. ^ Лансфорд, Дж. Линн (7 мая 2003 г.). «Airbus обходит Pratt & Whitney и сохраняет контракт на поставку двигателей в Европе». Wall Street Journal. п. A3. ISSN  0099-9660 - через ProQuest.
  7. ^ Блэквелл, Ричард (7 мая 2003 г.). «Пратт теряет крупный европейский контракт». Глобус и почта. ISSN  0319-0714.
  8. ^ а б Конильо, Серджио (июль 2003 г.). «А400М, Ан-70, C-130J, C-17: как они стоят?». Военные технологии (MILTECH). Vol. 27 нет. 7. Mönch Publishing Group. С. 51–60. ISSN  0722-3226. OCLC  95643375 - через EBSCOhost.
  9. ^ "Стойка Ratier-Figeac для A400M". Обновление: неделя, закончившаяся 3 августа 2003 г. Flug Revue. 3 августа 2003 г. Архивировано с оригинал 9 мая 2006 г.
  10. ^ Дойл, Эндрю; Хойл, Крейг; Ла Франки, Питер; Моррисон, Мердо (18–24 мая 2004 г.). «А400М будет иметь« сданные »пропеллеры». Международный рейс. Vol. 165 нет. 4934. с. 15. ISSN  0015-3710. OCLC  98213044.
  11. ^ а б c Покок, Крис (2 февраля 2010 г.). "Летные испытания огромного нового турбовинтового двигателя Европы". AINonline.
  12. ^ Барри, Дуглас (29 ноября 2004 г.). «Испытания Геркулеса: бывший участник будет использован для испытаний силовой установки европейского военного авиалайнера A400M». Авиационная неделя и космические технологии. Vol. 161 нет. 21. Лондон, Англия, Великобритания с. 41. ISSN  0005-2175.
  13. ^ а б c d е ж грамм Норрис, Гай (9–15 ноября 2004 г.). «Электростанция: для A400M EuroProp International разрабатывает самый мощный турбовинтовой самолет, когда-либо входивший в состав самолетов западного производства». A400M: Двигатели. Международный рейс. Vol. 166 нет. 4959. Тулуза, Франция. С. 58–60. ISSN  0015-3710. В архиве из оригинала 15 ноября 2010 г.
  14. ^ а б c d Турбовинтовой TP400-D6: европейская программа сотрудничества (PDF). Rolls Royce Defense Aerospace (Отчет). Гамбург, Германия. 19 сентября 2006 г.
  15. ^ Коппингер, Роб (7 ноября 2005 г.). «Успешный запуск двигателя А400М». FlightGlobal. Людвигсфельде, Германия.
  16. ^ а б c Ховелер, Патрик (май 2006 г.). «TP400-D6 завершает первый запуск с опорой». Flug Revue. ISSN  0015-4547. Архивировано из оригинал 9 мая 2006 г.
  17. ^ Моксон, Джулиан (23 мая 2006 г.). "Энергетические требования". Международный рейс. Vol. 169 нет. 5037. Лондон, Англия, Великобритания. ISSN  0015-3710. В архиве из оригинала 2 июля 2020 г.
  18. ^ Хойл, Крейг (23 ноября 2007 г.). «Europrop International поставляет первый двигатель TP400 для Airbus Military A400M». FlightGlobal.
  19. ^ Хойл, Крейг (23 июня 2008 г.). «Двигатель Europrop для Airbus Military A400M проходит этапы». FlightGlobal. Архивировано из оригинал 26 июня 2008 г.. Получено 9 октября 2016.
  20. ^ Хойл, Крейг (19 ноября 2009 г.). «А400М завершил первый наземный запуск всех четырех двигателей». FlightGlobal.
  21. ^ Хойл, Крейг (24 ноября 2009 г.). «А400М проводит первые испытания такси». FlightGlobal.
  22. ^ Хефер, Тим; Зибольд, Сабина (11 декабря 2009 г.). «Покупатели планируют сделку по A400M после дебютного полета». Рейтер. Севилья, Испания. Получено 12 июн 2020.
  23. ^ Хойл, Крейг (31 мая 2011 г.). «Босс EPI рассказал о прогрессе в программе двигателей A400M». FlightGlobal.
  24. ^ "Европа одобряет 8-лопастной винт Гамильтона". Hartford Business Journal. 6 апреля 2012 г. ISSN  1083-5245.
  25. ^ Дональд, Дэвид (15 июня 2013 г.). «Год Атласа А400М». Парижский авиасалон. AINonline.
  26. ^ Покок, Крис (1 октября 2013 г.). «Торжественно приветствовали новый европейский авиалайнер». AINonline.
  27. ^ «Авиационные новости - Европа». AirGuide Business (опубликовано 11 мая 2009 г.). 7 мая 2009 г. ISSN  1939-666X - через Бесплатная библиотека.
  28. ^ Кэмпбелл, Кейт (8 мая 2009 г.). «Компания« Аэродвигатель »допускает задержку транспортного самолета А400М». Технические новости Creamer Media. Получено 27 июн 2020.
  29. ^ Хефер, Тим; Дёрр, Керстин (12 декабря 2008 г.). Уикхэм, Крис (ред.). «Анализ - ключ испытания двигателя Airbus A400M на надежность проекта». Транспортные новости. Рейтер. Париж, Франция.
  30. ^ Хефер, Тим (12 июня 2009 г.). Шанкар, Ситараман (ред.). «Бюрократия и красные лица в халтуре А400М». Рейтер. Париж, Франция. Получено 9 июля 2020.
  31. ^ Маттиас Гебауэр (12 мая 2016 г.). "Triebwerksprobleme beim A400M: Bundeswehr plant für den Ernstfall" (на немецком). Spiegel Online. Получено 2 июн 2016.
  32. ^ Гарет Дженнингс (12 июля 2016 г.). «Проблемы двигателя наземного немецкого А400М». IHS Джейн 360. Архивировано из оригинал 21 августа 2016 г.. Получено 12 июля 2016.
  33. ^ Шалал, Андреа (9 июля 2016 г.). «Промежуточное исправление проблемы с двигателем A400M сертифицировано: Airbus». Рейтер. Получено 12 июля 2016.
  34. ^ Холлингер, Пегги; Бак, Тобиас; Пител, Лаура (2 июля 2018 г.). «A400M: военный самолет стоимостью 20 миллиардов евро, который сбил с толку Airbus. Европейские военные надеются, что проблемы с авиалайнером остались позади более чем через 15 лет после запуска». Financial Times. ISSN  0307-1766.
  35. ^ а б c Мраз, Стивен Дж. (17 февраля 2005 г.). «Airbus строит военный авиалайнер: новый многоцелевой транспортер заменит стареющие тяжелые самолеты в военном парке». История с обложки. Дизайн машины. Vol. 77 нет. 4. С. 98+. ISSN  0024-9114. В архиве из оригинала 24 июня 2020 г.
  36. ^ а б c d е ж грамм час я j k Конильо, Серджио (февраль 2010 г.). «Силовая установка военного самолета: Реактивные самолеты против винта». Военные технологии (MILTECH). Vol. 34 нет. 2. Mönch Publishing Group. С. 77–84. ISSN  0722-3226. OCLC  527912380 - через EBSCOhost.
  37. ^ Боклер, Николь (лето 2004 г.). «Производственные планы A400M готовы к работе». Финансы, рынки и промышленность. Interavia Business & Technology. Vol. 59 нет. 676. При участии Оливера Саттона. С. 13–16. ISSN  0020-5168. OCLC  98909963 - через EBSCOhost.
  38. ^ «Пропеллерный редуктор для TP400-D6, W» (PDF). Avio (Пресс-релиз). Получено 11 июня, 2020.
  39. ^ Йоханнинг, Андреас; Шольц, Дитер (23–28 сентября 2012 г.). Новая концепция низколетящего винтового самолета для снижения эксплуатационных расходов и выбросов (PDF). Конгресс Международного совета авиационных наук (28-е изд.). Брисбен, Австралия. ISBN  978-0-9565333-1-9. OCLC  1061813207.
  40. ^ Airbus Военные (Апрель 2006 г.). «Факты, цифры и изображения». Информационный бюллетень A400M Countdown: отчет Airbus Military. Архивировано из оригинал 18 февраля 2007 г.
  41. ^ Europrop International (4 июля 2019 г.). Паспорт типового сертификата: Для двигателя TP400-D6 (PDF) (Отчет) (Выпуск 07 ред.). Европейское агентство по авиационной безопасности (EASA). Сложить резюме.
  42. ^ а б c Ратье-Фижак (15 декабря 2015 г.). Типовой паспорт сертификата: Для гребного винта серии FH385 / FH386 (PDF) (Отчет) (Выпуск 04 ред.). Европейское агентство по авиационной безопасности (EASA). Сложить резюме.
  43. ^ Airbus Военные (17 декабря 2015 г.). Паспорт сертификата типа: Для Airbus A400M (PDF) (Отчет) (Выпуск 06 ред.). Европейское агентство по авиационной безопасности (EASA). Сложить резюме.
  44. ^ а б Кайзер, Саша; Доннерхак, Стефан; Лундблад, Андерс; Зейтц, Арне (27–29 июля 2015 г.). Концепция двигателя с композитным циклом и соотношением гектодавлений. Совместная конференция по двигательным установкам AIAA / SAE / ASEE (51-е изд.). Дои:10.2514/6.2015-4028.

Библиография

внешняя ссылка