За закрытыми дверями штаб-квартиры Rolls-Royce Aerospace в Великобритании шумит оборудование, гудят вентиляторы и скрежещут лезвия, пока около 1000 человек занимаются сложной задачей запуска авиационного двигателя.
«Все сводится к тому, чтобы удовлетворить клиентов и соответствовать популярности двигателя, который мы пытаемся создать», — говорит Майкл Макри, инженер по усовершенствованию на линии двигателей Trent XWB компании Rolls-Royce.
«Конечно, мы создали популярные конструкции, мы создали популярные продукты — но можем ли мы поддерживать темп производства?»
Двигатель Trent XWB — это турбовентиляторный реактивный двигатель, который приводит в движение Airbus A350 XWB. Вполне вероятно, что вы летали с ним. Вы найдете его в авиакомпаниях по всему миру, таких как Qatar Airways, Singapore Airlines и Lufthansa.
Более 1800 двигателей Trent XWB находятся в эксплуатации или заказаны по всему миру. А на предприятии Rolls-Royce в Дерби, в районе Ист-Мидлендс в Англии, цель состоит в том, чтобы производить эти двигатели безопасно, быстро и по самым высоким стандартам.
Макри проводит нас через этот процесс, предоставляя инсайдерский взгляд на то, как создается двигатель XWB, и шаги, необходимые для его взлета, от производства и испытаний до полета в небо.
Чудо инженерии
Двигатель Trent XWB состоит из восьми ключевых модулей.
«Мы строим шесть из этих восьми модулей в Дерби», — говорит Макри. «Два мы отдаем поставщикам».
IP-компрессор строится компанией KHI в Японии, в то время как LP-турбина собирается компанией ITP в Испании, а затем возвращается в Великобританию.
Макри начинает экскурсию по производственной линии двигателя XWB в Дерби с корпуса вентилятора.
Это то, что идет вокруг внешней части двигателя и обычно покрыто обшивкой, на которой указано название как продукта, так и авиакомпании.
«Он предназначен для удержания всей проводки и трубопроводов, а также для удержания лопастей вентилятора», — говорит Макри, указывая на голый корпус вентилятора с углеволоконным верхом.
У корпуса вентилятора есть «мокрая» сторона и «сухая» сторона. Мокрая сторона — это место, где находятся топливо и масло, а сухая сторона — это место, где находятся кабели и электроника, достаточно далеко от жидкостей, чтобы избежать каких-либо проблем.
«У нас по три монтажника на смену работают над каждым корпусом вентилятора», — объясняет Макри.
«Каждый корпус вентилятора разделен на три части, поэтому один человек работает на определенном участке сборки, а не пересекается с другими».
Следующий шаг — это часть двигателя, которую вы увидите на самолете — большой вентилятор, который вращается спереди.
Для балансировки вентилятора и обеспечения его работы в соответствии со спецификациями используются грузы.
«Как если бы у вашей машины колеса немного шатались, вы можете прикрепить дополнительные грузы внутри — мы фактически прикручиваем некоторые грузы внутри, чтобы компенсировать любые незначительные различия в вибрации — поэтому нам нужно добиться своего рода нулевой чистой вибрации по всему двигателю, по всем деталям, чтобы убедиться, что поездка клиентов максимально комфортна», — говорит Макри.
Опыт пассажиров всегда находится на переднем плане в сознании Rolls-Royce. В идеале вы едва осознаете двигатель — за исключением того факта, что он доставляет вас из пункта А в пункт Б.
Когда мы проходим мимо этого участка линии, один из сотрудников Rolls-Royce вращает вентилятор в большой коробкообразной машине. Компьютерное программное обеспечение показывает, где ему нужно разместить грузы.
«Очень важно, чтобы он был максимально сбалансирован и точен», — говорит Макри.
Любой дисбаланс вызвал бы серьезные проблемы для двигателя.
Следующие шаги
Прогуливаясь по предприятию, везде видны люди. Да, здесь есть машины — но не так много роботов, как можно было бы ожидать.
«Это действительно очень квалифицированная работа — скорее, чем работа большой машины», — говорит Макри, который изучал машиностроение в Имперском колледже Лондона, прежде чем начать работу выпускником в Rolls-Royce.
Следующий шаг — соединить секцию камеры сгорания с межкорпусом. Межкорпус — это место, где двигатель с валом, проходящим через середину, соединяется с коробкой передач.
Эта часть производственной линии является частью конвейерной линии:
«По сути, пол движется вперед, а оснастка остается неподвижной, поэтому команда будет следовать за движущимся вперед двигателем», — говорит Макри.
Двигатель на этом этапе по сути «лысый», говорит Макри. Нужно превратить двигатель из сердцевины в так называемую одетую сердцевину.
«Одетая сердцевина — это когда вы устанавливаете все трубы, соединяющие горячий и холодный двигатель, любые кабели, проходящие через него», — говорит Макри.
Затем корпус вентилятора подводится, располагается на полу, и двигатель поднимается и опускается в центр корпуса вентилятора.
Теперь он больше похож на авиационный двигатель, но все еще не готов к полету.
Процесс тестирования
Пожалуй, самая впечатляющая часть предприятия — это испытательный стенд.
Это огромное, длинное помещение с гигантской установкой, удерживающей двигатель на месте, готовой к испытаниям.
Пока двигатель находится на испытательном стенде, тестировщики экспериментируют с тем, насколько хорошо двигатель справляется с запусками, аварийными остановками и даже столкновениями с птицами — мертвые птицы, а также желатиновые модели бросаются в двигатель, чтобы воссоздать столкновение с птицей.
Также регистрируется тяга, вы не хотите никакого дисбаланса, так как это повлияет на работу двигателя.
Двигатель также проверяется на наличие проблем с запахом в кабине с помощью так называемого теста на запах.
«Мы убеждаемся, что от двигателя не исходит никакого запаха, который мог бы попасть в кабину», — говорит Макри.
Так что происходит, если подозревается утечка масла?
В двигатель вводятся камеры, и могут быть внесены изменения.
Продолжительность процесса тестирования в Rolls-Royce варьируется. Новые продукты будут тщательно исследоваться в течение нескольких дней, но для уже находящихся в производстве двигателей готовность к полету может быть подтверждена после более короткого периода тестирования.
Поднимая самолет в воздух
Когда двигатель готов к эксплуатации, его разбирают, разделяют пополам с помощью гидравлической машины и транспортируют на грузовике, обычно в штаб-квартиру Airbus в Тулузе во Франции, где он станет частью Airbus A350 XWB.
Каждый двигатель пройдет примерно 3000 летных циклов, прежде чем потребует обслуживания, перевозя тысячи и тысячи пассажиров к месту назначения.
Так как же авиационный двигатель поднимает самолет в воздух?
«Есть четыре слова, описывающих наш реактивный двигатель: всасывание, сжатие, взрыв, выброс», — говорит Макри.
Сначала: всасывание — вентилятор спереди всасывает воздух, и 80% этого воздуха проходит мимо двигателя и выдувается сзади — это обеспечивает большую часть тяги, которая толкает ваш двигатель вперед.
Вентилятор вращается благодаря ядру, которое берет остальные 20% воздуха и сжимает его, так что он становится все меньше и меньше.
«Это часть сжатия», — говорит Макри.
Воздух смешивается с топливом, а затем поджигается с помощью зажигания — это, конечно, взрыв.
Последняя часть? Ну, по мере того как компрессор становится меньше, турбина становится больше, извлекая больше энергии. Воздух проходит через нее и вращается на каждой ступени.
«Это немного похоже на то, когда вы на пляже, и у вас есть маленькие ветряные мельницы, в которые вы дуете», — говорит Макри. «По сути, это множество ступеней, которые извлекают все больше и больше этой энергии».
Отзывы гражданских лиц
Rolls-Royce стремится подчеркнуть, что Trent XWB является экономичным и надежным. Говорят, что он имеет преимущество в 15% по расходу топлива по сравнению с оригинальным двигателем Trent.
Кроме того, он тихий — даже если каждая из 68 лопаток турбины высокого давления производит 800 лошадиных сил при взлете — эквивалент автомобиля Формулы 1.
Всего 68 лопаток, и в общей сложности при взлете они производят 50 000 лошадиных сил.
Именно общая незаметность авиационного двигателя означает, что авиапассажиры, если они не являются самопровозглашенными авиагиками, вероятно, не задумываются о механике того, что поднимает их в воздух.
«Многие люди садятся в самолет, они не знают, кто делает двигатель — часто им все равно», — говорит Кэролайн Дэй, руководитель отдела маркетинга, стратегии и будущих программ Rolls-Royce.
Тем не менее, по ее словам, растущая осведомленность о климатическом кризисе меняет это мышление в некоторой степени.
В эту эпоху постоянной связи производитель двигателей не может просто учитывать производителей самолетов и авиакомпании — средний пассажир также вовлекается в разговор.
И многие путешественники все больше беспокоятся о своем углеродном следе и призывают перевозчиков к ответу.
«Я думаю, что благодаря социальным сетям мы сейчас получаем гораздо больше взаимодействия с общественностью, что прекрасно», — говорит Дэй.
«Мы очень осознаем это давление климатических изменений. Я хочу думать, что мы можем продемонстрировать, что мы абсолютно делаем свою часть», — добавляет она. «Мы стараемся сжигать меньше топлива и сокращать выбросы».
