Động cơ máy bay lớn nhất thế giới đã hoàn thành việc chế tạo, sẵn sàng tham gia các thử nghiệm

Rolls-Royce cho biết họ đã hoàn thành việc chế tạo mô hình trình diễn đầu tiên cho động cơ UltraFan khổng lồ của mình. Động cơ này dự kiến sẽ xuất hiện trên bầu trời bên trong các máy bay chở khách vào những năm 2030. Quá trình thử nghiệm sẽ sớm bắt đầu với kỳ vọng hiệu quả hoạt động sẽ tăng 25%.

Về cơ bản, các máy bay thương mại sẽ tiếp tục đốt nhiên liệu hydrocacbon trong tương lai gần bởi vẫn chưa có giải pháp thay thế sạch nào có thể cung cấp cho các hãng hàng không phạm vi bay và độ bền ở mức gần bằng so với nhiên liệu hiện tại. Vì vậy, hướng đi của Rolls-Royce và đối tác của nó trong dự án này là hãng hàng không châu Âu easyJet là phát triển một dạng động cơ thế hệ tiếp theo để giải quyết vấn đề.

Động cơ phản lực với những cánh quạt màu xanh lam khổng lồ này là động cơ đầu tiên trong số những gì sẽ trở thành cả một “họ” động cơ dành cho máy bay thân hẹp và thân rộng, có lực đẩy từ 25.000 lbf đến khoảng 110.000 lbf. Cánh quạt của nó có đường kính 3,56 m, lớn hơn gần 5% so với quạt trong General Electric GE9X – hiện là động cơ máy bay lớn nhất. Tuy nhiên, với một sự gia tăng nhỏ về đường kính, sẽ có một sự gia tăng đáng kể về diện tích quét.

UltraFan sử dụng quy trình sản xuất hỗn hợp 3D do robot điều khiển và đây cũng là công nghệ mới của Rolls-Royce, cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp cần thiết mang tính tính khí động học của các cánh quạt. Titanium vẫn là lựa chọn của các kỹ sư cho các cạnh trên của cánh quạt, nhưng phần còn lại của cánh là carbon composite. Điều này làm cho nó nhẹ hơn nhiều so với các loại quạt hoàn toàn bằng titan được sử dụng trong các động cơ dòng Trent của Rolls-Royce. Trọng lượng nhẹ này cũng là lý do chính khiến Rolls-Royce có thể chế tạo một động cơ lớn đến như vậy. Nhưng trên các phiên bản động cơ nhỏ hơn, về cơ bản, độ nhẹ giảm bớt sẽ làm tăng tải trọng bổ sung cho khoang hành khách.

UltraFan cũng sử dụng hộp số Planetary Gears để kết nối giữa quạt và máy nén ở phía sau, vì vậy quạt có thể chạy ở tốc độ chậm hơn mức tối ưu trong khi máy nén chạy ở tốc độ cao hơn tối ưu. Trong thử nghiệm trước đó, hộp số xử lý khoảng 65 megawatt (khoảng 87.000 mã lực), một kỷ lục trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.

Mặc dù quạt có đường kính khổng lồ, các tua-bin bên trong được thiết kế khá nhỏ gọn. Các kỹ sư của Rolls-Royce muốn đảm bảo một lượng lớn không khí đi quanh lõi máy nén và đi thẳng ra phía sau động cơ, thay vì được dẫn qua phần cốt lõi của động cơ. Điều này giúp giảm tiếng ồn lên tới 35% và giúp động cơ tăng đáng kể hiệu quả sử dụng nhiên liệu.

Rolls-Royce cho biết UltraFan sẽ sử dụng nhiên liệu ít hơn khoảng một phần tư so với động cơ dòng Trent thế hệ đầu tiên của chính họ, giúp các máy bay có thể vận hành với chi phí rẻ hơn, tầm hoạt động xa hơn và cũng tốt hơn cho môi trường.

Động cơ cũng giúp thu được lượng khí thải NOx (một hợp chất hóa học của nitơ và oxy) hiệu quả hơn, khi giảm lượng khí thải này khoảng 40% và ít nhiều loại bỏ hoàn toàn lượng khí thải dạng hạt. Ban đầu, nó được thiết kế để chạy bằng nhiên liệu hàng không bền vững 100%, nhưng Rolls-Royce cũng đang xem xét lựa chọn điện khí hóa hybrid và đốt hydro trong nỗ lực hướng tới quá trình khử cacbon hoàn toàn.

Giờ đây, động cơ chuẩn bị cho màn trình diễn công nghệ đầu tiên đã được lắp ráp hoàn chỉnh. Nó đã được chuyển đến cơ sở Testbed 80 hoàn toàn mới, một tổ hợp trị giá 108 triệu USD của công ty được xây dựng ở Derby, Vương quốc Anh. Đây là cơ sở thử nghiệm "lớn nhất và thông minh nhất" trên thế giới, được thiết kế và xây dựng đặc biệt theo nhu cầu của Chương trình thử nghiệm UltraFan, nơi nhóm nghiên cứu sẽ bắt đầu thử nghiệm nó khi quá trình phát triển động cơ vẫn có thể tiếp tục.

Tham khảo Rolls-Royce, NewAtlas