PW Geared Turbofan al debutto nel 2008

[Steman]

La Avio, ex FIAT Avio

[AZJumbo]

Avendo visto alcuni disegni della trasmissione del prototipo (chiamato Evnert) per quanto ne so io è solo e soltanto il Fan a girare a velocità inferiore. Tutti gli altri stadi girano alla stessa identica velocità.

Una curiosità: la trasmissione è collocata TUTTA all'interno dell'ogiva che risulta di conseguenza un po' più grande del normale...nel prototipo aveva un diametro di circa 50 cm. Inutile dire che si tratta del componente principale di tutto il motire dal punto di vista dell'innovazione, visto che nessun altro motore aveva mai avuto nulla di simile.

Alcune altre curiosità: il fan girerà al contrario rispetto alla turbina e a tutti gli altri stadi del compressore; la trasmissione, che è di un complicato da far accapponar la pelle, è una sorta di rotismo epicicloidale ed ha elevatissime difficoltà produttive. A produrla una grossa azienda italiana.

puoi chiarirmi una cosa che non ho capito? Visto che il problema principale dei compressori è evitare lo stallo, che implica avere bassi rappotri di compressione tra entrata e uscita stadio, e visto anche che se è il solo fan a girare a velocità diversa, come fanno a risparmiare così tanti stadi? La pressione in CC deve essere quella...come la ottengono con metà stadi senza stalli?

E a parte la separazione dei due flussi e una prima modesta compressione, come fa il fan a influenzare così pesantemente il progetto?

[Airspeed]

Visto che il problema principale dei compressori è evitare lo stallo, che implica avere bassi rappotri di compressione tra entrata e uscita stadio, e visto anche che se è il solo fan a girare a velocità diversa, come fanno a risparmiare così tanti stadi? La pressione in CC deve essere quella...come la ottengono con metà stadi senza stalli?

Purtroppo non sono la persona adatta a darti una risposta del genere.
Come non ho idea ma avranno fatto i loro conti. La trasmissione che ho visto riduceva solo la velocità del fan. Anche leggendo l'articolo pare di capire che la riduzione riguardi solo il fan, nessuna ulteriore gearbox: The engine's fan, which produces most of the thrust, is driven through a reduction gearbox, rather than being directly connected to the rest of the engine.

E a parte la separazione dei due flussi e una prima modesta compressione, come fa il fan a influenzare così pesantemente il progetto?

I motori da anni vedono aumentare sempre più il rapporto di diluizione o rapporto di by-pass flusso freddo-flusso caldo. Aumentando la sezione a flusso freddo (e quindi la parte non proprio a reazione) si riescono ad ottenere ottimi valori di spinta alle basse-medie velocità con consumi ridotti (e allo stesso tempo minore rumore).
Il punto è che, a quanto mi è stato detto, per diminuire i consumi bisogna aumentare la portata d'aria.
Il limite oltre un certo punto diventa la dimensione del fan nel senso che per aumentare la portata uno dei modi è aumentare il diametro ma presto si arriverebbe ad avere una velocità supersonica alle estremità delle pale. Per poter aumentare lo stesso il diametro del fan è necessario ridurne la velocità di rotazione (il che a prima vista dal punto di vista della portata sembrerebbe un controsenso) rispetto alla turbina. Anche se la velocità angolare diminuisce con un fan gigantesco si riesce ad ottenere una portata complessiva maggiore. Forse non è affatto intuitivo ma evidentemente è così. Così mi è stato detto.

[AZJumbo]

una bella rispolverata per piccole novità positive:

MTU Aero Engines which manufactures and repairs commercial and military engines is applying technology from Europe's CLEAN environmental aero-engine research programme to Pratt & Whitney's geared turbofan (GTF).

The German company has developed a high-speed low-pressure turbine based on its CLEAN design for the GTF demonstrator engine in final assembly at P&W.

Details of the design challenges posed by the GTF's increased LP spool speed were presented by MTU Aero Engines at a recent European conference in Berlin.

P&W's other GTF partners are Avio for the fan drive gear system, Volvo Aero for the turbine exhaust case and Goodrich for the slimline nacelle.


©Pratt & Whitney
P&W has completed assembly of its geared turbofan demonstrator

P&W plans to begin ground tests in November under a programme to demonstrate the GTF's technology readiness by the end of 2008, to support entry into service as early as 2012. The programme includes four to five months of flight tests on P&W's Boeing 747 engine testbed, beginning in mid-2008.

The GTF is designed to reduce specific fuel consumption 12% over current turbofans by increasing bypass ratio to 10-12. Reducing fan pressure ratio requires a large diameter, and a geared fan allows tip speed to be reduced for lower noise.

The reduction gearbox also allows the LP compressor and turbine speed to be increased, to extract more work from fewer stages and airfoils, reducing weight.

"Weight reductions of the low-pressure compressor and turbine will compensate for the gear mechanism mass. We think GTF is the answer to the environmental challenge that is out there," says MTU's chief engineer for next-generation systems integration Claus Riegler.

The 31,000shp (23,100kW) fan drive gearbox in the 30,000lb thrust-(134kN) class GTF demonstrator provides a 3:1 reduction. This allows the 1.9m (75in)-diameter, 18-blade fan to run at two-thirds the speed of a conventional engine while the low-pressure spool runs two and a half times faster than normal, says Bob Saia, P&W vice-president, next-generation product family.

While the demonstrator uses the high-pressure core of the existing PW6000 turbofan, the high-speed LP compressor and turbine have been designed specifically for the GTF by P&W and MTU respectively.

Compared with the similarly sized IAE V2500, 900 airfoils have been removed in the LPT and 600 in the LPC, a reduction in blade count of 60. "Decoupling the fan allows the turbine to run at a more efficient, higher speed and do more work with fewer parts," says Saia.

MTU says its CLEAN high-speed LPT, on which the GTF design is based, has three stages compared with five in the V2500, for a similar power output. The individual disks are heavier, but the overall LPT is shorter and lighter.

Design features include a cutback tip shroud to reduce centrifugal forces in the lightweight titanium-aluminide airfoil and increase in airfoil cross-section from tip to root to reduce stress in the blade and a blade root designed to reduce loads at the disk rim.

After ground runs in Florida, flight tests of the GTF on P&W's 747 testbed will investigate its performance and operability. The fan-drive and thermal-management systems will be tested in flight conditions including zero-g and windmilling, as well as different manoeuvre loads and deflections.


flightglobal


finalmente ho capito come funziona sto geared turbofan!!!!

[AZJumbo]

flightglobal


PICTURES: Pratt & Whitney Geared Turbofan engine selected to power Mitsubishi Regional Jet
By Stephen Trimble

Pratt & Whitney’s Geared Turbofan (GTF) engine has been selected to power the Mitsubishi Regional Jet (MRJ), launching the first of several next-generation engine programmes promising to deliver the next leap in fuel efficiency for airliners.

“We believe the [GTF] offers a technological breakthrough that will provide the best economy and performance for the Mitsubishi Regional Jet," said Kazuo Tsukuda, President, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., in a statement. The MRJ is a 70-seat to 90-seat airliner.

P&W expects the GTF to reduce fuel burn by at least 12% compared to current high-bypass ratio turbines. By comparison, the General Electric GEnx offering for the 787 is expected to deliver an 8% fuel improvement.

pratt & whitney geared turbofan engine

The GTF is designed to correct an inherently inefficient aspect of most propulsion systems. The low-pressure turbine and the engine fan spin at a constant speed, despite a mismatch in efficiency. P&W’s GTF design adds a gear to the fan, allowing it to spin at a slower and more efficient rate than the low-pressure turbine.

"The Geared Turbofan is the only engine on the market that can deliver the step-change improvements in fuel burn, environmental performance and operating costs that airlines are demanding for their next generation aircraft,” said P&W President Steve Finger.

P&W has previously described the MRJ as a candidate for the GTF, but at the low-end in terms of size for achieving the efficiency improvements.



Il mitsubishi+PWGTF sarebbe un'accoppiata letale per gli altri costruttori!