牌 号 RB211-524
用 途 民用涡扇发动机
类 型 涡轮风扇发动机
国 家 英国
厂 商 罗尔斯·罗伊斯公司
生产现状 RB211-524G/H处于批生产状态
装机对象 RB211-524B L-1011-200/-500“三星”客机。
RB211-524C/C2 波音747-200/SP。
RB211-524D/D4/D4-B 波音747SP、波音747-200/300。
RB211-524G 波音747-400。
RB211-524H 波音767-300/300ER、波音747-400。
研制情况
RB211-524是罗尔斯·罗伊斯公司RB211系列中的一个重要分支,它是在RB211-22B的基础上发展的。1973年10月首次试车,1976年4月首台RB211-524开始飞行试验,第二年5月即投入使用。现在RB211-524自己也已形成一个系列。
与RB211-22B相比,-524在基本保持风扇外径不变的条件下,(-524D4、-524G/H直径是加大的),涵道比由-22B的4.85变为4.4;修改了中压压气机进口环与叶片叶型,使空气流量增加9%,转速稍降低;修改了高压压气机叶片的扭角,使高压压气机空气流量增加7.5%;改进了高压涡轮导向器叶片的气膜冷却,提高了冷却效果;尾喷管直径加大102.6mm。
RB211是一种采用所谓三高设计指标的涡扇发动机,即高涵道比、高增压比和高涡轮进口温度。RB211系列采用独特的三转子结构。它的主要优点是,每个转子均可在各自的最佳转速下工作,使级数少,压缩效率提高;转子的长度短、刚性好、稳定工作范围宽,只需要一排可调的中压进口导流叶片;高压压气机级数少,减少了起动功率,起动后加速性好,由慢车加速到95%最大转速只需要5s;在总增压比和涡轮进口温度一定的情况下,高压涡轮工作转速较高,使进入叶片的空气相对温度较低,一般比双转子结构低27~55℃;此外,还可降低进场着陆的噪声。
RB211系列均为单元体结构,共有7个单元体。
RB211在研制过程中,曾发生过一些未预料到的困难,例如风扇叶片材料,开始时采用“海菲尔”碳素纤维增强塑料,因技术不成熟而屡屡出现故障。后改为钛合金,结果使研制费用增加,每台发动机成本增加一万美元,重量增加约136kg,耗油率增加1%。热端部件也出了不少问题,造成大量返工和经费超支,最后导致具有60多年历史的罗尔斯·罗伊斯公司于1971年2月4日宣布破产,不得不由政府收归国有。
罗尔斯·罗伊斯公司原计划的研制费为1.68亿美元(按1970年美元值计算),实际上花了约5.5亿美元(按1980年美元计算)。
RB211-524目前主要有以下几个型别。
RB211-524B 是-524的第一个型别,推力比-22B大19%,但耗油率高2%。该型别于1977年5月投入使用。1981年4月投入使用-524B4推力与-524B相同,但耗油率降了3.7%。1987年2月投入使用的-524B4改进型的耗油率进一步降低,比-524B低6.1%。
RB211-524C 在-524B2的基础上发展的,推力加大30%,耗油率与-524B基本相同。该型别于1980年3月投入使用。编在-524C序列的型别还有-524C2。
RB211-524D 在-524B2的基础上发展的。采用新设计的风扇和效率提高的中压/低压涡轮,推力提高了6%,耗油率降低了约4.2%,属于D系列的有1981年4月投入航线使用的-524D4和1984年10月投入使用的-524D4改进型。
RB211-524G 该型别采用了与-524D4改进型相同的先进技术,这些技术已在RB211-535E4上验证过,例如宽弦长风扇、三维气动设计的高压涡轮导向器叶片、定向凝固高压和中压涡轮转子叶片以及整体混合器喷管,此外,该发动机还采用了全权数字式电子控制系统,耗油率比-524D4改进型降低5.4%。1988年3月获得合格证,1989年6月投入使用。
RB211-524H 基本与-524相同,也采用全权数字式电子控制系统和强迫混合排气。1990年2月投入使用。结构和系统
(RB211-524G/H)
进 气 口 环形,复合材料制的旋转进气整流锥。
风 扇 单级轴流式。无进口导流叶片。采用24个空心夹芯宽弦长钛合金风扇叶片和56个超临界叶型出口导流叶片。风扇盘的材料为Ti-6Al-4V合金,铝合金机匣外围凯芙勒条带组成的包容机匣,风扇叶片材料为钛合金。
中压压气机 7级轴流式,由两个鼓组成一个转子,均为钛合金盘焊接,两鼓之间用螺栓连接在一起。采用钛合金转子叶片和钢制整流叶片。机匣为铝和钢制。单级钛合金进口导流叶片可调。最大转速7000r/min。
高压压气机 6级轴流式。钢和镍合金转子叶片。钢和Nimonic镍基合金整流叶片。机匣为钢制,轮盘为IMI834钛合金焊接的一个整体。转速10000r/min。
燃 烧 室 全环形。钢制燃烧室外套,镍合金火焰筒。18个燃油气动雾化喷嘴。
高压涡轮 单级轴流式。定向凝固的镍合金带冠转子叶片。转子叶片与导向器叶片均用对流冲击加气膜冷却。
中压涡轮 单级轴流式。定向凝固的镍合金转子叶片。轮盘和导向器叶片材料也为镍基合金。
低压涡轮 3级轴流式。Nimonic镍基合金转子叶片。钢制轮盘,Nimonic合金导向器叶片。
尾 喷 管 钢制环形整体喷管,深槽强迫混合器。
控制系统 全权数字式燃油控制系统。反推力装置、单排可调进口导流叶片和压气机放气活门仍由已在-524D4发动机上验证过的机械液压系统控制。
燃油系统 卢卡斯公司的高/低压综合燃油泵PAC101。
滑油系统 连续循环的干油池系统。油箱容量27L。
点火系统 2个装在8号和12号喷嘴处的高能点火电嘴。技术数据
起飞推力(daN)
RB211-524B 22268
-524B4和B4改进型 22268
-524C/C2 22936
-524D 23080
-524D4 23600
-524D4改进型 23600
-524G 25831
-524H 26720
巡航推力(10670m, M=0.85, daN)
RB211-524G/H 5261
巡航耗油率[kg/(daN·h)]
RB211-524G/H 0.581
推重比
RB211-524G/H 6.38
空气流量(kg/s)
RB211-524G/H 728
涵道比
RB211-524G/H 4.3
总增压比
RB211-524G/H 33
风扇直径(mm)
RB211-524G/H 2192
长度(mm)
RB211-524G/H 3175
质量(kg)
RB211-524G/H 4390