Rolls-Royce UltraFan — крупнейший в мире реактивный двигатель-демонстратор технологий. Он предназначен для испытания ряда новых технологий для реактивных двигателей следующего поколения. UltraFan имеет огромный диаметр лопасти — 3,5 метра (140 дюймов), что больше, чем у самого мощного в мире реактивного двигателя GE9X (3,4 метра, 134 дюйма).
Компания намерена испытать тяговые характеристики и эффективность пропульсивной системы в диапазоне тяги от 25 000 до 110 000 баррелей тяги. UltraFan обещает более высокую топливную экономичность по сравнению с существующими двигателями, меньшие выбросы углерода и совместимость с альтернативными видами топлива.
Эффективность турбовентиляторного двигателя зависит от ряда факторов, важнейшим из которых является степень двухконтурности. Это отношение расхода воздуха, поступающего в газогенератор, к расходу воздуха, проходящего через вторичный контур.
Благодаря сверхбольшому вентилятору и компактному сердечнику, Rolls-Royce готов к победе с демонстрационной конструкцией. Уникальное сочетание лопастей вентилятора из карбона/титана и новой архитектуры сердечника двигателя максимально повысит эффективность сжигания топлива и снизит выбросы.
Конструкция UltraFan использует передовые технологии производства и материалов. Для производства основных компонентов двигателя используются методы аддитивного слоёв (ALM). Эти трёхмерные технологии позволяют создавать промышленные объекты в последовательных слоях с использованием цифровых моделей.
В отличие от традиционных субтрактивных технологий, основанных на шлифовке и механической обработке металлических заготовок, метод ALM сокращает отходы материала и позволяет создавать сложные конструкции. Этот метод также минимизирует вес компонентов, одновременно повышая точность и достоверность изготовления сложных деталей.
Ultrafan — это конструкция с редуктором, оснащённая самым мощным в мире редуктором Power Gearbox (PGB). В 2021 году PGB от Ultrafan установил мировой рекорд, достигнув мощности 64 мегаватт (87 000 лошадиных сил) во время испытаний на заводе компании в Далевице, Германия. Мощность редуктора Power Gearbox, достаточная для обеспечения электроэнергией небольшого города, продемонстрировала исключительную производительность и надёжность — два важнейших параметра для двигателей нового поколения.
«Достижение этого рекорда — ещё одно выдающееся достижение, демонстрирующее производительность и надёжность этого ключевого компонента нашей программы UltraFan. Технология силового редуктора играет ключевую роль в успехе следующего поколения реактивных двигателей Rolls-Royce, и я горжусь тем, что мы снова расширяем границы инженерного искусства».
Помимо проверки мощности, выносливости и надежности, PGB продемонстрировал успешные испытания на высотном стенде, имитирующем различные фазы полета.
В ноябре 2023 года компания Rolls-Royce завершила первые успешные испытания своего демонстрационного двигателя UltraFan на максимальной мощности. Производитель проводил испытания на своём полигоне Testbed 80 в Дерби, Великобритания. Первые испытания проводились с использованием 100% экологичного авиационного топлива (SAF), что продемонстрировало высокую совместимость с альтернативными видами топлива. Компания Rolls-Royce заявила, что испытания прошли в соответствии с ожиданиями, и в ходе испытаний был протестирован ряд перспективных технологий.
Выход на полную мощность нашего демонстрационного образца UltraFan — это убедительное подтверждение того, что мы лидируем в переходе к более эффективной и устойчивой авиации. Этот выдающийся рубеж даёт нам возможность уверенно поддерживать планы наших клиентов по разработке сверхэффективных самолётов следующего поколения.
Демонстрационный образец двигателя Rolls-Royce UltraFan можно масштабировать как для широкофюзеляжных, так и для узкофюзеляжных самолётов. Rolls-Royce заявляет, что коммерческие версии этого типа могут появиться в начале 2030-х годов. Технологии, реализованные в UltraFan, обеспечивают на 25% большую топливную экономичность по сравнению с двигателями Trent первого поколения и на 10% большую эффективность по сравнению с двигателем Trent XWB.