در حال بررسی...توسعه موتورهای هوایی تجاری
برخی از موفق‌ترین موتورهای توربوفن در تاریخ هوانوردی نتیجه سرمایه‌گذاری مشترک سازندگان موتور هواپیما هستند. از بین این موتورها می‌توان به موتور لیپ محصول شرکت CFM اینترنشنال، تامین‌کننده نیروی پیشران هواپیماهای باریک‌پیکر بوئینگ ۷۳۷مکس و موتور GP7000، تامین‌کننده نیروی پیشران هواپیمای ایرباس A380 اشاره کرد. برخی از بهترین موتورهای هواپیما از طریق تولید مشترک موتورسازان عرضه شده‌اند. در این نوشتار، تعدادی از پروژه‌های موفق از این دست در حوزه موتورهای هوایی تجاری مرور می‌شود.
محصول شرکت Engine Alliance
شرکت Engine Alliance که در اوت ۱۹۹۶ تاسیس شد، حاصل یک سرمایه‌گذاری مشترک بین شرکت‌های جنرال الکتریک و پرتاندویتنی بود. این شرکت در ابتدا برای پروژه‌های توسعه موتورهای بوئینگ بی۷۴۷-۵۰۰ و بوئینگ بی۷۴۷-۶۰۰اکس تأسیس شد که البته به‌دلیل تقاضای کم، خط تولید آن‌ها قطع شد. موتور GP7000 برای رقابت با موتور ترنت۹۰۰ محصول رولزرویس و تامین نیروی پیشران ایرباس A380، طراحی و توسعه یافت.
هدف از راه‌اندازی این شرکت، دستیابی به بهترین فناوری‌های این دو شرکت برای ایجاد یک موتور با بهره‌وری بالا در مصرف سوخت در رده موتور هواپیماهای پهن‌پیکر بود. موتور جدید حول هسته موتور GE90-110B با یک فن و سامانه کم‌فشار طراحی‌شده توسط پرتاندویتنی، ساخته شده بود.
این شرکت، در ابتدا موتور GP7200 را برای پیکربندی‌های مسافربری و باربری ایرباس A380 ارائه‌کرد. موتور GP7270 دارای نیروی پیشران ۷۴،۷۳۵ پاوند برای نمونه مسافربری ۵۶۰ تنی و موتور GP7277 با نیروی پیشران ۸۰،۲۹۰ پاوند برای هواپیمای ۵۹۰ تنی ایرباس A380F است. ایرباس برنامه A380F را لغو کرد.
شایان ذکر است که شرکت موتورهای هوایی MTU و شرکت سافران شرکای اصلی شرکت Engine Alliance هستند. شرکت آلمانی MTU با سهم ۲۲.۵ درصدی در این شرکت، توربین دو مرحله‌ای پرفشار، توربین شش مرحله‌ای کم‌فشار و فریم مرکزی توربین را تولید می‌کند. سافران با سهم ۱۷.۵ درصدی، کمپرسور کم‌فشار را طراحی و تولید می‌کند. استفاده از پره‌های تک کریستال، یک سامانه توربین سبک و کارآمد را شکل داده‌است. علاوه بر این، خنک‌کاری پره‌ها و بکارگیری پوشش سد حرارتی، بطور موثر اثر مخرب گرمای داخلی را در حین عملیات دفع می‌کنند.
موتور GP7000 سهم بازار خود را به نزدیک به ۵۰ درصد از ناوگان پرنده غول‌آسای ایرباس در همان سال‌های اولیه افزایش داد. این امر ابتدا با سفارش ۵۵ فروند هواپیمای A380-800 مجهز به موتور GP7000 توسط شرکت هواپیمایی امارات، بزرگترین کاربر ناوگان هواپیماهای A380 شروع شد. عدد ۶ در نمونه‌های A380-86X به هواپیماهایی اشاره دارد که نیروی پیشران آن‌ها توسط موتورهای GP7000 تامین می‌شود.
شرکت CFM اینترنشنال
شرکت CFM اینترنشنال حاصل سرمایه‌گذاری مشترک شرکت آمریکایی جنرال الکتریک و شرکت فرانسوی سافران است. این شرکت در سال ۱۹۷۴ در جهت توسعه و پشتیبانی از سری موتورهای توربوفن CFM56 تاسیس شد. عنوان CFM اینترنشنال و خط تولید موتور CFM56 این شرکت، از نام دو موتور CF6 محصول جنرال الکتریک و M56 محصول سافران گرفته شده‌است. شرکت CFM اینترنشنال یکی از تامین‌کنندگان بزرگ موتور هواپیماهای تجاری است که نزدیک به ۴۰ درصد از سهم بازار موتور در جهان را به خود اختصاص داده و تاکنون بیش از ۳۸ هزار موتور را به بیش از ۵۷۰ کاربر تحویل می‌دهد.
موتورهای سری CFM56، خانواده‌ای از موتورهای توربوفن با نسبت گذردهی بالا و با محدوده نیروی پیشران ۱۸۵۰۰ تا ۳۴ هزار پاوند هستند. کمپرسور پرفشار، محفظه احتراق و توربین پرفشار توسط جنرال الکتریک و فن، گیربکس، اگزوز و توربین کم‌فشار توسط شرکت سافران تولید می‌شوند. شرکت CFM اینترنشنال تنها تامین‌کننده موتورهای CFM56-3 برای بوئینگ ۷۳۷ کلاسیک (-۳۰۰/۴۰۰/۵۰۰) است.
نسل بعدی بوئینگ ۷۳۷ شامل نمونه‌های ۶۰۰ تا ۹۰۰، به موتورهای CFM56-7 مجهز شده‌اند. با نزدیک به ۳۳ هزار موتور ساخته‌شده تا به امروز، موتورهای CFM56 به‌عنوان پرکاربردترین موتورهای توربوفن در جهان شناخته می‌شوند. شرکت CFM اینترنشنال همچنین تنها تامین‌کننده موتور LEAP-1B برای خانواده بوئینگ ۷۳۷مکس است.
شرکت موتورهای هوایی بین‌المللی IAE
شرکت موتورهای هوایی IAE حاصل یک سرمایه‌گذاری مشترک است که در ماه مارس سال ۱۹۸۳ با مشارکت پنج شرکت تأسیس شد. کنسرسیوم اصلی متشکل از شرکت‌های پرتاندویتنی آمریکا، رولزرویس انگلیس، شرکت موتورهای هوایی ژاپن JAEC ، شرکت آلمانی موتورهای هوایی MTU و شرکت ایتالیایی فیات آویا بود. در اواسط دهه ۱۹۸۰، شرکت IAE موتور V2500، یک موتور توربوفن با نسبت گذردهی بالا و قابل‌نصب بر روی هواپیماهای باریک‌پیکر با محدوده نیروی پیشران ۲۳۵۰۰ تا ۳۳ هزار پاوند را تولید و عرضه کرد.
این موتور برای تامین نیروی پیشران خانواده ایرباس A320، مکدانل‌داگلاس MD-90 و امبرائر C-390 میلنیوم توسعه یافت. این موتور بازار هواپیماهای باریک‌پیکر را به عصر جدید بهره‌وری سوخت سوق داد. این امر به دلیل همکاری جهانی در تمام سطوح طراحی و ساخت بود.
کمپرسور پرفشار این موتور بر اساس موتور اثبات‌گر فناوری RC34B محصول رولزرویس با دو مرحله اضافی، یکی در جلو و دیگری در عقب محور کمپرسور ساخته شده‌است. رولزرویس همچنین فن این موتور را با یکی از سبک‌ترین طراحی‌ها در زمان خود توسعه داد. فن مذکور دارای یک مخروط اسپینر نوک تیز است که با گسترش نوک تیز به جریان ورودی، کاهش نیروی پسا را امکان‌پذیر می‌کند. نوک مخروط اسپینر از جنس لاستیک نرم و انعطاف‌پذیر است که از یخ‌زدگی در حین عملیات جلوگیری می‌کند. به محض برخورد یخ با نوک فن، لاستیک آن را بی‌ثبات و می‌شکند.
شرکت پرتاندویتنی بخش محفظه احتراق و توربین پرفشار دو مرحله‌ای خنک‌شونده با هوا را توسعه داد. طراحی پیشرفته محفظه احتراق بطور قابل‌توجهی اتلاف فشار را در حین احتراق به حداقل می‌رساند و باعث بهره‌وری بیشتر مصرف سوخت می‌شود. شرکت JAEC ماژول میانی را طراحی و توسعه داد که در درجه اول شامل سامانه کمپرسور کم‌فشار است. طراحی محور تقویت‌کننده، امکان انتقال آسان هوا از فن به هسته موتور را فراهم می‌کند.
شرکت موتورهای هوایی MTU ماژول توربین کم‌فشار پنج مرحله‌ای را توسعه داد که شامل فریم پشتی نیز می‌شود. شرکت فیات آویا، گیربکس خارجی را طراحی کرد که نیروی موتور را تامین می‌کند. شرکت فیات اوایل از این کنسرسیوم خارج شد و به دنبال آن رولزرویس هم در سال ۲۰۱۲ خارج شد. اما عدد رومی V در V2500 به‌عنوان میراث پنج سهام‌دار اصلی، همچنان باقی مانده‌است.
سهام موجود بین پرتاندویتنی با سهم ۴۹.۵ درصد، شرکت JAEC با سهم ۲۵.۵ درصد و شرکت MTU با سهم ۲۵.۵ درصد مشترک است. نمونه‌های جدیدتر این موتور همچنان به‌عنوان یکی از کارآمدترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین موتورها در بازار هواپیماهای باریک‌پیکر، پیشرو هستند.
بنابر گفته‌های مدیر شرکت IAE و معاون بخش موتورهای تجاری شرکت پرتاندویتنی، موتور V2500 یکی از محصولات شاخص صنعت هوانوردی جهان است و به یکی از موفق‌ترین برنامه‌های تجاری هوایی در تمام دوران تبدیل شده‌است.
این موتور بدون وجود همکاران، مشتریان و تامین‌کنندگان خود به این جایگاه دست نمی‌یافت. با تمدید قرارداد همکاری شرکت موتورهای هوایی IAE تا سال ۲۰۴۵ و وجود ناوگان قابل‌توجهی از موتورهای V2500 در حال خدمت، این سرمایه‌گذاری مشترک جایگاه خود را به‌عنوان یک پیشرو در صنعت هوانوردی برای دهه‌های آینده تضمین کرده‌است. بیش از ۷۸۰۰ دستگاه موتور V2500 تولیده شده که ۲۰۰ میلیون ساعت عملیاتی را به ثبت رسانده‌اند و روی نزدیک به ۳۱۰۰ هواپیمای در حال خدمت عملیاتی نصب شده‌اند.
منبع:
