Dzinēji spārna augšpusē jeb ražotāji meklē iespējas, kā lidmašīnas padarīt efektīvākas (3)

"Tas ir kas neredzēts un mērāms citā mērogā no visa tā, ko esmu redzējusi iepriekš," saka Lorna Kārtere, kura nesen sāka strādāt jaunā “Rolls-Royce” pētniecības un attīstības centrā netālu no Bristoles Lielbritānijā.

Kārtere strādā ar milzīgiem robotiem, kas liek tūkstošiem oglekļa šķiedras lenšu sloksnēm veidot cilindru, kura diametrs ir aptuveni 3,7 metri. Šis cilindrs veido “Rolls-Royce” jaunā dzinēja “Ultrafan” ārējo apvalku.

Lai arī vēl izstrādes stadijā, “Rolls-Royce”, pārstāvji saka, ka jaunais “Ultrafan” dzinējs būs klusāks un degvielas patēriņa ziņā daudz efektīvāks nekā jebkurš cits dzinējs, kas izgatavots iepriekš.

Zināms arī tas, ka dzinējs noteikti būs lielāks nekā tā priekšgājēji.

"Komponents, kuru mēs cenšamies izgatavot, ir ļoti liela izmēra, un mēs esam vērsti uz jaudas iegūšanu. Principā – jaunais dzinējs pārsniedz robežas tam, ko mēs esam varējuši izdarīt," saka Kārtere.

Jaunajā pētniecības un attīstības centrā, kā vērtība ir apmēram 25 miljoni sterliņu mārciņu, “Rolls-Royce” ir arī izstrādājis robotus, kas var izgatavot ventilatora lāpstiņas no oglekļa šķiedras, – tas ir process, kura pilnveidošana prasījusi vairāk nekā 10 gadus.

Ventilatora korpusa un lāpstiņu izgatavošanai no oglekļa šķiedras vajadzētu ietaupīt dzinēju svaru par 20%, salīdzinot ar materiāliem, no kuriem dzinēji izgatavoti agrāk. Tas ir svarīgi, jo aviācijas un kosmosa rūpniecībā uz ražotājiem ir izdarīts zināms spiediens, lai jaunie dzinēji samazinātu to ietekmi uz vidi.

Gaisa kuģi kļūst arvien efektīvāki, bet gaisa satiksme pieaug vēl straujāk. “Rolls-Royce” lēš, ka nākamo 20 gadu laikā pasažieru vajadzību apmierināšanai būs nepieciešami vismaz 37 000 jaunu pasažieru lidmašīnu.

"Mēs esam gājuši tālu ceļu, bet izaicinājums ir samazināt emisiju apjomu pieaugumu laikā, kad satiksme gan uz sauszemes, gan gaisā pieaug," saka “Rolls-Royce” nākotnes programmu direktors.

Tiek norādīts, ka jaunajā dzinējā būs arī pārnesumkārba, ļaujot darboties daudz lielākam ventilatoram, kā rezultātā dzinējs būs efektīvāks.

Tas ir jauninājums, kas jau tiek izmantots mazākam lidmašīnu dzinējam, kas bāzēts uz cita ražotāja “Pratt & Whitney Engine” dzinēju modeļa PW1000G. Kamēr “Rolls-Royce”, kā arī citi aviācijas un kosmosa nozares uzņēmumi strādā ar dažādām gaisa kuģu elektriskajām un hibrīdajām piedziņas sistēmām, tālsatiksmes lidmašīnām reaktīvie dzinēji ir vienīgā opcija.

Ņemot vērā, ka reaktīvie dzinēji ir tehnoloģija, kas pastāv vēl kopš Otrā pasaules kara laikiem, ir jāspriež par to, cik lielu efektivitāti var iegūt no reaktīvā dzinēja. Kā saka profesors Perikls Pilidis, kurš ir Kranfīldas universitātes inženierijas centra enerģijas un piedziņas nodaļas vadītājs, reaktīvie dzinēji ir efektīvi arī mūsdienās.

Viņa nodaļa strādā pie pētniecības projektiem ar kosmiskās aviācijas uzņēmumiem, tostarp “Airbus” un “Rolls-Royce”.

"Es ceru, ka uzlabojumi turpināsies," viņš saka. Labāki materiāli, efektīvākas formas un uzlaboti pārklājumi - tas viss var dot ieguldījumu motoru svara mazināšanā un efektivitātes palielināšanā. Viņš arī norāda, ka vieglāki dzinēji nozīmē, ka lidmašīnas konstrukcija var būt vieglāka, jo lidmašīnas kopējais svars kļūs mazāks.

Lai arī var šķist, ka dzinēju svara samazināšana nav nekas daudz, tomēr aviobiznesā biznesā tas var radīt lielas pārmaiņas.

Viena Lielbritānijas firma vēlas panākt ievērojamas izmaiņas piedziņas dzinēju ražošanā. “Reaction Engines” izstrādā raķešu dzinēju, sauktu par “Sabre”, kas paredzēts izmantošanai ātrgaitas lidmašīnās un kosmosa kuģos.

Dzinēji ir paredzēti tādam ātrumam, kas piecas reizes pārsniedz skaņas ātrumu. Šādā ātrumā gaiss, kas nonāk dzinējā, var sasniegt pat 1000 grādu temperatūru.

Parasti šāda temperatūra vienkārši iznīcinātu dzinēju, tāpēc “Reaction” ir izstrādājusi dzesēšanas sistēmu, kas sekundes laikā atdzesē ienākošo gaisu. Tā sauktais “priekšdzesētājs” ir izgatavots no mazāk nekā vienu milimetru biezām miniatūrām caurulēm, kas ar augstāku spiedienu var izvadīt dzesēšanas šķidrumu un apslāpēt siltumu.

““Sabre” ir pilnīgi unikāls mehānisms, un mums nav zināms neviena cita sistēma pasaulē, kas izstrādātu gaisu elpojošu raķešu motoru," sacīja “Reaction Engines” izpilddirektors Marks Tomass.

“Reaction Engines” plāno sākt būvēt “Sabre” dzinēju šogad un izmēģināt to 2021. gadā. Šīs kompānijas “priekšdzesētāju” sistēmu potenciāli varētu izmantot arī parastajiem reaktīvo lidmašīnu dzinējiem, lai padarītu tos efektīvākus. Šāda ideja tiek apspriesta arī “Rolls-Royce” dzinēju ražotnē.

Pēc profesora Perikla teiktā, būs nepieciešami vēl vismaz 30 gadi, lai pasažieri ieraudzītu radikālas izmaiņas parastajām komerclidmašīnām.

Pēc viņa domām, nākotnē dzinējs varētu atrasties uz spārniem, nevis zem, kā tas ir pašlaik.

Jaunā tipa dzinējus, iespējams, varētu darbināt ūdeņradis, kam var būt ļoti zemi emisijas rādītāji. "Ūdeņraža degvielas ieviešana ir neizbēgama," saka Perikls.

"Tas ir ilgtermiņa risinājums, lai pilnībā atbrīvotu aviāciju no kaitīgajiem oglekļa izmešiem. Tomēr vides speciālisti uzsver, ka ir jārīkojas ātrāk.

"Emisiju samazināšanai vienmēr ir sava loma tehnoloģijai, taču klimata krīzes risināšana ir tas, kas mums jātiek galā jau tagad," saka “Zemes draugu” kampaņas rīkotāja Dženija Beitsa. "Tā vietā prioritātei ir jābūt emisiju samazināšanai, lai debesīs ir mazāk lidmašīnu. Tā ir būtiska sastāvdaļa, lai novērstu turpmāku klimata sistēmas sabrukumu," teica Beitsa.