一款简单的行星齿轮变速器原理示意图,可见内部设计也不简单

“超级风扇”项目最大的挑战也正是齿轮减速箱。“超级风扇”齿轮减速箱直径只有1米左右,齿轮重量数十公斤,但是却要传递数十兆瓦的功率,并且在恶劣环境之中仍然能够长时间稳定可靠的工作。这样对于齿轮的设计、材料和加工、冷却要求极高。

“超级风扇”的齿轮减速箱需要将极高转速变成巨大的推力,工作环境是地狱级别

其中散热冷却尤其令人头疼,机构传动无法做到功能百分百的吸收与传递,其中一些能量会转化成热量。罗罗公司要求“超级风扇”发动机推力达到50吨以上,以便两台发动机就能为777X客机提供动力。50吨推力是什么概念?我国的涡扇20,推力大约是13-16吨左右,一个“超级风扇”的推力就差不多顶运20B上4台发动机的推力总和。

换装涡扇20的胖妞性能提升较大,但我们也要看到中国航发与国外最强还是有差距

50吨的推力,要求“超级风扇”的齿轮箱能够传递50兆瓦的功率,即便它的传动效率超过99%,那么仍然有500千瓦以上的功率转化为热量,如果没有高效的散热系统,齿轮箱很快就会出现问题,这对于罗罗公司来说是一个巨大的挑战,不过现在来看,罗罗公司已经初步攻克了这一难题。

巨大的能量要借助齿轮箱实现吞吐,齿轮摩擦产生巨大热量,带来可靠性问题

【这个技术,中国也在攻关】

“超级风扇”明显比其他发动机,胖了一大圈