Trent 7000和Trent 1000发动机的技术改装包发展现状

■ Guy Norris

去年，由于Trent 1000 发动机压气机和涡轮叶片的耐久性问题导致装配有该型号发动机的波音787 飞机出现了停飞的情况，Trent 7000 发动机作为Trent 1000 发动机的衍生型号也面临同样的问题。为了解决Trent 7000 发动机和Trent 1000 发动机的耐久性问题，罗罗公司针对这两款发动机研发了技术改装包，目前该技术改装包已经应用于Trent 7000 发动机上。波音公司也计划到今年底完成改装后Trent 1000 发动机在波音787 飞机上的审定工作。

去年，波音787 飞机因Trent 1000发动机压气机和涡轮叶片的耐久性问题而被迫停飞，Trent 7000 发动机作为Trent 1000 发动机的衍生型号也面临同样的问题。为此，罗罗公司针对这两款发动机研发了技术改进方案，希望到2025 年后这两款发动机的在翼时间能够延长一倍。该技术改进方案的核心是罗罗公司推出的一个针对现有发动机的技术改装包，该技术改装包的目的是提高高压涡轮叶片的寿命，因为高压涡轮叶片是发动机上的时寿件（LLP），在到达寿命上限之前要进行更换。该技术改装升级包已在空客A330neo 系列飞机(Trent 7000 是该机型的唯一发动机）上投入使用。

罗罗民用航空营销高级副总裁皮尔斯·基伍德（Piers Keywood）表示，罗罗公司对高压涡轮叶片和叶片上的冷却空气布局进行了重新设计，新构型高压涡轮叶片表面的气膜冷却效果比旧构型叶片更加优异，金属叶片的降温效果显著，能够有效延长发动机的在翼时间。新构型高压涡轮叶片还包括一些其他的改变，这些改变在叶片送修时都可以通过改装实现，可以直接纳入到整套叶片送修工作包中。

去年，波音787 飞机因Trent 1000 发动机压气机和涡轮叶片的耐久性问题而被迫停飞。

皮尔斯·基伍德还指出，冷却空气的质量流量和排气量的增加对于燃油的影响微乎其微，因为这款发动机的耗油率很低。技术改装包能够有效延长发动机的在翼时间，实现发动机制造商和发动机运营商的双赢。

具体到该技术改装包的核心——新构型的高压涡轮叶片。第一，新构型的高压涡轮叶片的气动外形保持不变，但在叶片的中间翼弦区域增加了冷却孔，并且所有的冷却孔都进行了扩大，这就使得新构型的高压涡轮叶片的冷却气流增加40%，温度降低45℃(113 ℉)，从而实现叶片使用寿命的延长。第二，为了从压气机引入更多的空气冷却高压涡轮叶片，新构型高压涡轮叶片的叶根部分冷却孔更大，在不影响叶片整体外部几何形状的情况下，增加了叶片冷却气流流量。

罗罗公司对高压涡轮叶片及其冷却布局进行的改进设计对比。

结合了去年EASA 批准的耐久性增强改装包的全新Trent 7000 发动机。

此外，配套的技术改装还包括发动机控制软件的升级、新构型燃油喷嘴的应用以及高流量燃烧室后内罩(combustor rear inner casing)的应用。升级的发动机控制软件改善了燃烧室点火模式和涡轮气体温度调节逻辑，其中涡轮气体温度调节是通过燃油控制单元实现的；应用新构型燃油喷嘴的目的在于改善发动机的排放；改进高流量燃烧室后内罩，使冲击高压涡轮叶片的燃气速度更高，高压涡轮的功率更大。

该改装包的实施计划分为三个阶段，在未来两年内，通过逐步取消时寿限制和检查要求以增加发动机的在翼时间。罗罗公司计划通过不断改进和完善叶片设计，提高叶片的可靠性和耐久性，逐步取消叶片时寿限制，把高压涡轮叶片由时寿件变为视情更换部件。

对于罗罗公司而言，FAA 对Trent 1000 TEN 的高压涡轮叶片的审定将标志着新构型的高压涡轮叶片即将投入商业运营。在此之前，高压涡轮叶片出现了腐蚀和早期疲劳损伤的情况，罗罗公司投入巨额资金进行了长时间的技术改进后才重新获取FAA 的审定。在2017-2023 年期间，罗罗公司在涡轮叶片技术改进工作中投入了约23 亿英镑(约29亿美元)。

虽然罗罗公司最初希望在2020 年能够将Trent 1000 发动机重新投到波音787 的生产中，但实际的进展并不理想。一方面，该型号发动机的最初表现没有达到预期效果，因此不得不进行重新设计，并推迟了发动机技术升级计划；另一方面，在2018 年和2019 年波音737MAX 事故发生后，波音公司的飞机审定工作放缓，FAA 对于波音787的审定日程也被推迟。波音公司的各个型号的飞机都面临着审定延迟的情况，目 前 波 音737-7、737-10 和777X 项 目的进展都远远落后于原计划。波音公司希望在未来几个月内完成装配有改装后Trent 1000 发动机的波音787 飞机的审定工作。

2022 年8 月，欧洲航空安全局(EASA)对装配有完成技术改装的Trent 7000 的空客A330neo 进行了审定，并且科威特航空公司(Kuwait Airways)成为了运营罗罗技术升级款Trent 7000 型发动机的初始运营商。

2022 年，罗罗民用航空总裁成克睿（Chris Cholerton）在评论高压涡轮风扇叶片项目被推迟一事时表示，“项目推迟也有好的一面，在推迟期间，我们一直不断地对于高压涡轮风扇叶片进行测试，甚至进行了一次非常苛刻的循环耐久测试，测试的实际表现比设计的预期更好，从叶片的生命周期来看，项目在推迟期间进行的设计改进对于叶片寿命的延长是非常有意义的。” 成克睿所说的循环耐久性测试比正常发动机工作要求更高，即相当于4000 次飞行或连续运行5 年。这个测试给了罗罗公司足够的信心向全世界证明其发动机耐久性水平。

皮尔斯·基伍德认为，对于罗罗公司的业务来说，此项叶片技术改进包的推出意义重大，不仅向客户提供了符合客户期望的发动机，还有助于向客户推销罗罗公司的TotalCare 服务协议。

罗罗公司声称，针对Trent 7000 发动机和Trent 1000 发动机的技术改进方案能够很好地满足航空公司对发动机长时间在翼服役能力的期望，罗罗公司想通过这个技术改进方案重建因为波音787 发动机问题给罗罗公司带来的商誉损伤和市场份额缩减，而且能够向全球的航空业展示罗罗公司在致力于持续提高发动机耐久性方面的决心和为了创造互利双赢的客户关系而做出的努力。