За зачиненими дверима штаб-квартири Rolls-Royce Aerospace у Великій Британії шумить обладнання, гудуть вентилятори і скрегочуть леза, поки близько 1000 людей займаються складним завданням запуску авіаційного двигуна.
“Все зводиться до того, щоб задовольнити клієнтів і відповідати популярності двигуна, який ми намагаємося створити”, – говорить Майкл Макрі, інженер з удосконалення на лінії двигунів Trent XWB компанії Rolls-Royce.
“Звісно, ми створили популярні конструкції, ми створили популярні продукти – але чи можемо ми підтримувати темп виробництва?”
Двигун Trent XWB – це турбовентиляторний реактивний двигун, який приводить у рух Airbus A350 XWB. Цілком ймовірно, що ви літали з ним. Ви знайдете його в авіакомпаніях по всьому світу, таких як Qatar Airways, Singapore Airlines та Lufthansa.
Більше 1800 двигунів Trent XWB знаходяться в експлуатації або замовлені по всьому світу. А на підприємстві Rolls-Royce в Дербі, в районі Іст-Мідлендс в Англії, мета полягає в тому, щоб виробляти ці двигуни безпечно, швидко і за найвищими стандартами.
Макрі проводить нас через цей процес, надаючи інсайдерський погляд на те, як створюється двигун XWB, і кроки, необхідні для його зльоту, від виробництва та випробувань до польоту в небо.
Диво інженерії
Двигун Trent XWB складається з восьми ключових модулів.
“Ми будуємо шість із цих восьми модулів у Дербі”, – говорить Макрі. “Два ми віддаємо постачальникам”.
IP-компресор будується компанією KHI в Японії, в той час як LP-турбіна збирається компанією ITP в Іспанії, а потім повертається до Великої Британії.
Макрі починає екскурсію по виробничій лінії двигуна XWB в Дербі з корпусу вентилятора.
Це те, що йде навколо зовнішньої частини двигуна і зазвичай покрито обшивкою, на якій вказано назву як продукту, так і авіакомпанії.
“Він призначений для утримання всієї проводки і трубопроводів, а також для утримання лопатей вентилятора”, – говорить Макрі, вказуючи на голий корпус вентилятора з вуглеволоконним верхом.
У корпусу вентилятора є “мокра” сторона і “суха” сторона. Мокра сторона – це місце, де знаходяться паливо і масло, а суха сторона – це місце, де знаходяться кабелі і електроніка, досить далеко від рідин, щоб уникнути будь-яких проблем.
“У нас по три монтажники на зміну працюють над кожним корпусом вентилятора”, – пояснює Макрі.
“Кожен корпус вентилятора розділений на три частини, тому одна людина працює на певній ділянці збірки, а не перетинається з іншими”.
Наступний крок – це частина двигуна, яку ви побачите на літаку – великий вентилятор, який обертається спереду.
Для балансування вентилятора і забезпечення його роботи відповідно до специфікацій використовуються вантажі.
“Як якби у вашої машини колеса трохи хиталися, ви можете прикріпити додаткові вантажі всередині – ми фактично прикручуємо деякі вантажі всередині, щоб компенсувати будь-які незначні відмінності у вібрації – тому нам потрібно досягти свого роду нульової чистої вібрації по всьому двигуну, по всіх деталях, щоб переконатися, що поїздка клієнтів максимально комфортна”, – говорить Макрі.
Досвід пасажирів завжди знаходиться на передньому плані в свідомості Rolls-Royce. В ідеалі ви ледве усвідомлюєте двигун – за винятком того факту, що він доставляє вас з пункту А в пункт Б.
Коли ми проходимо повз цю ділянку лінії, один із співробітників Rolls-Royce обертає вентилятор у великій коробкоподібній машині. Комп’ютерне програмне забезпечення показує, де йому потрібно розмістити вантажі.
“Дуже важливо, щоб він був максимально збалансований і точний”, – говорить Макрі.
Будь-який дисбаланс викликав би серйозні проблеми для двигуна.
Наступні кроки
Прогулюючись підприємством, скрізь видно людей. Так, тут є машини – але не так багато роботів, як можна було б очікувати.
“Це дійсно дуже кваліфікована робота – скоріше, ніж робота великої машини”, – говорить Макрі, який вивчав машинобудування в Імперському коледжі Лондона, перш ніж почати роботу випускником в Rolls-Royce.
Наступний крок – з’єднати секцію камери згоряння з міжкорпусом. Міжкорпус – це місце, де двигун з валом, що проходить через середину, з’єднується з коробкою передач.
Ця частина виробничої лінії є частиною конвеєрної лінії:
“По суті, підлога рухається вперед, а оснащення залишається нерухомим, тому команда буде слідувати за двигуном, що рухається вперед”, – говорить Макрі.
Двигун на цьому етапі по суті “лисий”, говорить Макрі. Потрібно перетворити двигун із серцевини в так звану одягнену серцевину.
“Одягнена серцевина – це коли ви встановлюєте всі труби, що з’єднують гарячий і холодний двигун, будь-які кабелі, що проходять через нього”, – говорить Макрі.
Потім корпус вентилятора підводиться, розташовується на підлозі, і двигун піднімається і опускається в центр корпусу вентилятора.
Тепер він більше схожий на авіаційний двигун, але все ще не готовий до польоту.
Процес тестування
Мабуть, найвражаюча частина підприємства – це випробувальний стенд.
Це величезне, довге приміщення з гігантською установкою, що утримує двигун на місці, готовою до випробувань.
Поки двигун знаходиться на випробувальному стенді, тестувальники експериментують з тим, наскільки добре двигун справляється із запусками, аварійними зупинками і навіть зіткненнями з птахами – мертві птахи, а також желатинові моделі кидаються в двигун, щоб відтворити зіткнення з птахом.
Також реєструється тяга, ви не хочете ніякого дисбалансу, оскільки це вплине на роботу двигуна.
Двигун також перевіряється на наявність проблем із запахом у кабіні за допомогою так званого тесту на запах.
“Ми переконуємося, що від двигуна не виходить ніякого запаху, який міг би потрапити в кабіну”, – говорить Макрі.
То що відбувається, якщо підозрюється витік масла?
У двигун вводяться камери, і можуть бути внесені зміни.
Тривалість процесу тестування в Rolls-Royce варіюється. Нові продукти будуть ретельно досліджуватися протягом кількох днів, але для двигунів, які вже знаходяться у виробництві, готовність до польоту може бути підтверджена після коротшого періоду тестування.
Піднімаючи літак у повітря
Коли двигун готовий до експлуатації, його розбирають, розділяють навпіл за допомогою гідравлічної машини і транспортують на вантажівці, зазвичай до штаб-квартири Airbus в Тулузі у Франції, де він стане частиною Airbus A350 XWB.
Кожен двигун пройде приблизно 3000 льотних циклів, перш ніж потребуватиме обслуговування, перевозячи тисячі й тисячі пасажирів до місця призначення.
То як же авіаційний двигун піднімає літак у повітря?
“Є чотири слова, що описують наш реактивний двигун: всмоктування, стиснення, вибух, викид”, – говорить Макрі.
Спочатку: всмоктування – вентилятор спереду всмоктує повітря, і 80% цього повітря проходить повз двигун і видувається ззаду – це забезпечує більшу частину тяги, яка штовхає ваш двигун вперед.
Вентилятор обертається завдяки ядру, яке бере решту 20% повітря і стискає його, так що воно стає все меншим і меншим.
“Це частина стиснення”, – говорить Макрі.
Повітря змішується з паливом, а потім підпалюється за допомогою запалювання – це, звичайно, вибух.
Остання частина? Ну, в міру того як компресор стає меншим, турбіна стає більшою, вилучаючи більше енергії. Повітря проходить через неї і обертається на кожному ступені.
“Це трохи схоже на те, коли ви на пляжі, і у вас є маленькі вітряні млини, в які ви дуєте”, – говорить Макрі. “По суті, це безліч ступенів, які вилучають все більше і більше цієї енергії”.
Відгуки цивільних осіб
Rolls-Royce прагне підкреслити, що Trent XWB є економічним і надійним. Кажуть, що він має перевагу в 15% по витраті палива порівняно з оригінальним двигуном Trent.
Крім того, він тихий – навіть якщо кожна з 68 лопаток турбіни високого тиску виробляє 800 кінських сил при зльоті – еквівалент автомобіля Формули 1.
Всього 68 лопаток, і в загальній складності при зльоті вони виробляють 50 000 кінських сил.
Саме загальна непомітність авіаційного двигуна означає, що авіапасажири, якщо вони не є самопроголошеними авіагіками, ймовірно, не замислюються про механіку того, що піднімає їх у повітря.
“Багато людей сідають у літак, вони не знають, хто робить двигун – часто їм все одно”, – говорить Керолайн Дей, керівник відділу маркетингу, стратегії та майбутніх програм Rolls-Royce.
Тим не менш, за її словами, зростаюча обізнаність про кліматичну кризу змінює це мислення певною мірою.
У цю епоху постійного зв’язку виробник двигунів не може просто враховувати виробників літаків та авіакомпанії – середній пасажир також залучається до розмови.
І багато мандрівників все більше турбуються про свій вуглецевий слід і закликають перевізників до відповідальності.
“Я думаю, що завдяки соціальним мережам ми зараз отримуємо набагато більше взаємодії з громадськістю, що чудово”, – говорить Дей.
“Ми дуже усвідомлюємо цей тиск кліматичних змін. Я хочу думати, що ми можемо продемонструвати, що ми абсолютно робимо свою частину”, – додає вона. “Ми намагаємося спалювати менше палива і скорочувати викиди”.
