Rolls-Royce проведет летные испытания авиадвигателя с 3D-печатной турбиной

Компания Rolls-Royce заявила о намерении испытать в воздухе реактивный двигатель Trent XWB-97, оснащенный «самым большим 3D-печатным компонентом, когда-либо использованным в авиационном двигателестроении». Ранее Rolls-Royce завершила наземные испытания нескольких версий Trent XWB с увеличенной тягой и провела анализ полученных данных в ходе подготовки к тестированию двигателя на взлетной мощности. Однако до сих пор двигатели с 3D-печатными деталями не использовались непосредственно для полета. XWB-97 весьма схож с XWB-84, применяемым на авиалайнерах Airbus A350-900, но оптимизирован для удлиненной версии самолета, A350-1000, по таким параметрам, как экономичность и максимальная мощность. Максимальная тяга Trent XWB-97 достигает 44 тонн вместо 38 тонн, характерных для XWB-84. Повышенная тяга достигается за счет использования комбинации новых высокотемпературных турбин с увеличенным диаметром и компрессоров, обеспечивающих более высокую скорость потока воздуха во внешнем контуре. Более совершенная геометрия турбинных лопаток была достигнута за счет применения 3D-печати.

3D-печатные компрессоры имеют диаметр в полтора метра и состоят из полуметрового в диаметре обтекателя с 48 лопатками. Полученные детали отличаются меньшим весом в сравнении с традиционными компонентами, позволяя увеличить мощность и добиться более высокой экономичности. Что касается массового внедрения 3D-печатных компонентов в производство авиадвигателей, то Rolls-Royce пока не дает конкретной даты, указывая на большой объем необходимых испытательных работ. Rolls-Royce далеко не новичок, когда дело доходит до аддитивного производства. Компания активно использовала 3D-печать для прототипирования и ремонта в течение пяти лет, а два года назад впервые заявила о намерении использовать аддитивное производство для создания более легких и экономичных двигателей. В настоящее время компания использует экспертизу специалистов Университета Шеффилда и шведской компании-производителя Arcam, создающей установки для печати методом электронно-лучевого наплавления порошковых металлов.

Как поясняют представители Rolls-Royce, 3D-печать привлекательна не только возможностью создавать более сложные детали, но и сокращением производственного цикла. Отсутствие необходимости в настройке производственных линий выливается в существенную экономию времени и денежных средств. Так, традиционный подход потребовал бы около 18 месяцев для получения первых образцов, в то время как аддитивное производство требует лишь проектирования детали перед переходом непосредственно к производственной фазе, занимающей в данном случае всего около недели. Отметим, что крупнейший конкурент Rolls-Royce на рынке авиационного двигателестроения, американская компания General Electric Aviation, также активно использует 3D-печать для разработки двигателей нового поколения, включая перспективный GE9X, предназначенный для установки на самолеты Boeing 777 и 787. Однако GE предпочитает использовать установки, работающие по технологии выборочной лазерной плавки.