ロールス・ロイス RB211
ロールス・ロイス RB211は、ロールス・ロイスが生産する高バイパスの推力37,400から60,600重量ポンド（166から270KN）のターボファンエンジンである。原型は1972年に運航を開始したロッキード L-1011 トライスター向けに開発され、当初は同機のみに使用された。開発段階で、採用した複合材製のファンブレードHyfilのバードストライク試験における失敗により、やり直しの必要が生じたため、開発費が高騰しては破産してイギリス政府によって国有化された。このRB211は世界初の実用化された3軸式ターボファンエンジンで、国際的な民間航空機のエンジンの市場において占有率の低かったロールスロイスを主要なエンジン供給会社に成長させる立役者となった。
派生型がボーイング747やボーイング757、ボーイング767やロシアのツポレフ Tu-204に搭載された。他に発電用にも使用されている。
RB211は、1990年代に公式に同種の構造の後継機であるトレントファミリーに置き換わった。
1966年、アメリカン航空は新型の座席あたりの費用が少ない経費で運航可能な短、中距離旅客機を導入する予定があることを発表した。アメリカン航空は双発機を探していた。航空機製造会社にとって新型旅客機の開発を正当化するためにはさらにもう一社この種の機体を導入予定の航空会社が必要だった。イースタン航空も同様に興味を示したが、洋上を飛行する路線のために航続距離の長い機体を必要としていた。当時、この用途には冗長性を持たせるために三発機が必要だった。他の航空会社も三発機に賛同した。ロッキードとダグラスはこの要望に応えるべく、それぞれ、L-1011とDC-10を開発案として示した。両方とも約300人乗りのワイドボディーで2通路の大陸間横断飛行の長距離対応の三発機という類似した機体案であった。
両機の案は共に新型のエンジンの搭載が必要だった。予定されたエンジンは当時、開発が進みつつあった燃費が良く、騒音の少ないターボファンエンジンだった。ロールスロイスは当時、推力級の3軸式の高バイパスターボファンエンジンをRB178としてホーカー・シドレー トライデントのエンジンの換装用として開発中だった。この作業は後に推力のRB207としてエアバスA300に搭載するために開発されたがRB211計画を進めるために中止された。
一方、ロールスロイスは同様に高効率が約束される3軸式のターボファンエンジンの開発を行っていた。
この構成はタービンのグループが3つあり、それぞれが同軸で異なる回転数で圧縮機を駆動する。さらにそれぞれの圧縮機の段の回転数は最適化されるので製造、整備においてはより複雑にはなるものの、3軸設計は全長が短縮されコンパクトになり、剛性が高まる。当時、いくつかの設計案が開発中でRB203として知られるロールス・ロイス スペイの換装を目的とした推力の設計案もあった。
1967年6月23日、ロールスロイスはロッキードのL-1011に対してRB211-06を提案した。新エンジンは推力が33,260lbf（147,900N）で、当時、開発中だったRB207の高バイパス設計とRB203の3軸設計を組み合わせたものだった。彼らはファンブレードの素材としてロイヤル・エアクラフト・エスタブリッシュメントで開発された炭素繊維製のHyfilと呼ばれる全く新しい技術を取り入れた。類似の鋼でできたファンブレードよりも大幅に軽量化でき、そのため、RB211は当時のどの競合するエンジンよりも出力・重量比が優れる事が期待された。エンジンにこれらの新しい特徴を盛り込む事は時間が掛かるであろう事は予想されてはいたが、ロールスロイスはRB211を1971年に運航開始する事を了承した。
ロッキードは新型エンジンによってライバルである類似のDC-10に対して明確な優位に立てると感じた。しかし、ダグラスも同様にロールスロイスへDC-10へ搭載する予定のエンジンの仕様の提示を求めていて、1967年10月にロールスロイスは推力のRB211-10を提案した。機体メーカーであるロッキードとダグラスと潜在的なエンジン供給会社であるロールスロイスとゼネラル・エレクトリックとプラット・アンド・ホイットニーの間と同様に主要なアメリカの航空会社の間でも激しい交渉が続いた。
この交渉期間中、値段は低下して必要とされる推力はこれまでになく上昇した。1968年、初頭にロールスは推力のRB211-18を提案した。最終的に1968年3月29日にロッキードは94機のトライスターを受注し、ロールスロイスにRB211-22 エンジンを150基発注したと発表した。
RB211の複雑さのために開発期間と試験期間は長期間を必要した。1969年秋にロールスロイスは当初予定していた性能を保証するために苦しんだ。当初の見込みより、エンジンの推力は不十分で重くなり、燃料消費量は大幅に多かった。この状況は1970年5月に新たに開発された複合材製のファンブレードであるHyfilが他の全ての試験に合格した後、鶏肉を高速で回転中のファンブレードにぶつけるバードストライクの試験に合格できなかった事により更に悪化した。ロールスはHyfilの困難に対する保険として、チタン製のファンブレードを並行して開発していたが、これは余分な費用がかかり重量が増加する事を意味した。また、チタンの素材の片面のみがブレードの成型工程において正常な金属品質であるというチタン特有の技術的な問題が見つかった事によっても同様にもたらされた。
1970年9月、ロールスロイスは政府にRB211の開発費が当初見込みの£17,030ポンドから2倍近くに増え、さらにエンジン単体での推定生産費用は£230,375の販売価格を上回る事を報告している。計画は危機的な状況だった。
1971年1月、ロールスロイスは債務超過に陥り、1971年2月4日、管財人の管理下におかれた。
L-1011 トライスター計画は深刻な危機に陥った。
戦略上重要なRB211の開発を完了するために、ロールスロイスは保守党のエドワード・ヒース政権によって国有化された。
ロッキード自体が脆弱だったのでロッキード社がL-1011計画を完了するためには銀行の融資へのアメリカ政府による債務保証が必要だった。一部の反対にもかかわらず、アメリカ政府は政府による債務保証を提供した。1971年5月、"ロールスロイス(1971)リミテッド"と呼ばれる新会社は管財人からロールスロイス社の資産を買収し、まもなくロッキード社と新たな契約を締結した。この改正された協定において納入遅延の違約金を帳消しとし、エンジン単体の価格が£110,000増額された。
会社を救うために任命された新会長のは既に退職していたをロールスへ呼び戻した。
彼はRB211-22の残っている問題を解決するために技術監督として、他の退職者達によって構成されるチームを率いた。エンジンは当初予定より1年遅れの1972年4月14日に最終的な認証を取得し、トライスターは1972年4月26日にイースタン航空で運航を開始した。この功績によりフッカーには1974年、ナイトが授与された。
これら一連の出来事によってRB211の開発は遅れてしまい、ロッキードのL-1011もその分だけ開発が遅れてしまうことになった。これによって、ロッキードはライバルのDC-10に先を越されてしまい、L-1011の販売は不振に終わってしまう。
RB211の初期の運用における信頼性は、エンジンの性能保証を満たす事に開発の重点がおかれていた事により、期待したほど良くなかった。初期に納入された機種であるRB211-22は後の-22Bよりも定格を下げた機種だった。しかしながら、最初の数年間の運航期間中の改良計画でかなり問題が改善され、以後は信頼性の高いエンジンに熟成している。
L-1011向けに開発したものの、L-1011が売れなかったために他機種へ採用されるようにRB211の推力を増強するために再設計した。ファンと中圧圧縮機を再設計した事によりフッカーのチームはエンジンの推力をに増強した。新しいエンジンはRB211-524として制定され、新しいL-1011の派生機種と同様にボーイング747のエンジンとしても搭載される事が期待された。
1960年代、ロールス・ロイスはボーイング社にRB211を売り込んだが、成功しなかった。しかし、-524は性能が上がり、燃費も良く、ボーイング社が当初747のエンジンとして選定したプラット・アンド・ホイットニー社のJT9Dに充分太刀打ちでき、747の航続距離を伸ばせる事から、1973年にRB211-524を747-200の選択肢に加える事が合意され、ブリティッシュ・エアウェイズはこの組み合わせを発注し、1977年から就航した。ロールスは-524の開発を継続し、-524Cでは推力をまで増強し、1981年に認証を取得した-524Dではまで増強した。
カンタス航空、キャセイパシフィック航空、カーゴルックス航空、南アフリカ航空が採用した。ボーイングがより大型の747-400を計画した時には更に推力が必要でロールスロイスは推力の-524Gや更に最初にFADECを備えた推力の-524Hを開発することによって応じた。-524Hは同様にボーイング767のエンジンの第3の選択肢として提案され、1990年2月からブリティッシュ・エアウェイズで就航を開始した。
イギリスのブリティッシュ・エアウェイズなどは自国製のエンジンということで747にもこのエンジンを装着していた。
これらは-524系列の最終的な開発であるが、ロールスでは後継のトレントエンジンを開発し、トレント700の強化された高圧圧縮機が-524Gと-524Hに備える事が可能であることが見つかった。これらの派生機種は軽量で燃費が向上し排出物が低減され;それぞれ-524G-Tと-524H-Tとして分類される。同様に既存の-524G/H エンジンを強化された-T仕様に改良する事も可能で複数の航空会社が実施している。
-524は開発当時よりもますます信頼性が向上し、767に搭載される-524Hは1993年に180分間のETOPSの認定を取得した。
当初ボーイング757向けに開発された。現在ではロシア製のツポレフTu-204などにも使用されている。
1970年代半ば、ボーイングは大成功を収めた727を代替する双発機の開発を模索していた。計画された機体は150-200席でロールスロイスは必要な推力を生み出すためにRB211のファンの直径を短縮し、中間圧縮機の1段目を取り除くことで実現した。新しい派生機種はRB211-535として指定された。1978年8月31日、イースタン航空とブリティッシュ・エアウェイズは-535を搭載したボーイング757の発注を発表した。1983年1月から就航したRB211-535Cはロールスロイスの供給するエンジンがボーイング社の航空機に搭載された最初の事例だった。
しかし、1978年にプラット・アンド・ホイットニーはPW2000の開発を始め、その派生機種のPW2037は-535Cよりも燃費が8%優れていると主張した。ボーイングはロールスロイスに757向けにより競争力のあるエンジンを供給するように迫り、より先進的な-524の高圧部を基にした推力のRB211-535E4が1984年、10月から就航した。PW2037ほど高効率ではなかったが、信頼性が高く、静かだった。同様に初めて幅広のファンを搭載した事によって効率が高まり騒音が低減され、バードストライクなどの異物による破損に対する耐性が高まった。その結果-535Cが搭載された機体の生産は少数に留まり、大半の機体は-535Eが搭載された。
多分、最も重要な-535Eの単一の発注は低騒音が発注の要因となった1988年5月の-535E4を搭載したアメリカン航空の50機の757の発注である。これは、トライスター以来、ロールスロイスがアメリカの航空会社から受注した初めての重要な受注で、それはその後の757の市場における-535E4による市場の支配をもたらした。
面白いことに（エア・インターナショナルの報告によれば）アメリカン航空によって757の選定において-535E4を選定した事が発表された当時、ロールスロイスとボーイングの双方から歓迎された。
757の認証取得後、E4はロシアのツポレフTu-204に提案され、1992年から就航した。これは、ロシア製の旅客機に西側のエンジンが供給される初の事例だった。-535E4も同様にボーイングによってB-52H爆撃機の8基のTF33を4基のターボファンエンジンで換装する事が提案された。1990年代末にトレントのために開発された技術を取り入れる事により-535E4はさらに改良され、エンジンの排出物性能を向上した。
-535E4はかなり信頼性の高いエンジンで、1990年に757で180分ETOPSの認定を取得した。
ロールスロイス社が-22の開発当時、発電用に簡単に実現できると予想され、1974年に産業用RB211の計画が提案された。-524が完成するとまもなく強化された産業用RB211はRB211-24として指定された。発電機は数年がかりで開発され、現在でも25.2-32MWの規模の機種が販売されている。大半は外洋の石油やガスの掘削リグやガス製造業などで使用される。
産業用であるRB211-GzeroはRT-56とRT-62出力タービンを使用する既存の産業用RB211-Cと産業用RB211-G ガス発生装置の運転温度を上げることで10%定格値を向上する。更新は定期的な分解整備時に既存の設備に最小限の改修により、実現可能で費用対効果に優れる。中間圧縮機の翼の交換と出力タービンの整流翼を交換する事でもたらされる。
先進的な25MW級のWR-21は、中間冷却器（ICR）を備えた船舶用のガスタービンである。
3つのシリーズに分類される。
中圧圧縮機の段を減らした特徴と同様に-535E4はスナバーを備えない幅広のファンブレードを備えた最初のエンジンでもあり、ファンの効率が高められている。同様によりチタン製の高圧圧縮機や炭素系複合材をエンジンナセルに採用するなど、先進的な材料を採用する事も特徴である。後期型のエンジンでは強化型の-524に（FADECなど）いくつかの機能が取り入れられた。