محرك دوار مفتوح
تاريخ > القرن الحادي والعشرين

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أدى ارتفاع أسعار وقود الطائرات إلى زيادة التركيز على كفاءة المحرك / هيكل الطائرة لتقليل الانبعاثات، مما جدد الاهتمام بمفهوم البروبفان لطائرات الطائرات بخلاف بوينغ 787 إيرباص إيه 350. على سبيل المثال، حصلت شركة إيرباص على براءة اختراع لتصميمات الطائرات مع مراوح مزدوجة مثبتة في الخلف. قامت رولز رويس بتكوين الجزء الخلفي (الدافع) من RB.509-11 والأمام (الجرار) بتكوين)RB.509-14(تصميمات البروبفان المجهزة، والتي أنتجت ما 6,800–11,300 كجمق (15,000–25,000 رطلق؛ 6,800–11,300 كجمق؛ 67–111 كـن)[convert: invalid option] 15000 و 25000 باستخدام مولد الغاز من محرك XG-40 بسعة 13,000 حصان (9,700 كـو) من قوة العمود. أصبح فاترًا على تقنية البروبفان في الثمانينيات على الرغم من أنها طورت تصميمًا دوارًا مفتوحًا كان يُعتقد أنه وصل إلى النهائي لطائرة Irkut MS-21 ضيقة البدن. يبلغ قطر محرك رولز رويس (RB3011) حوالي 170 بوصة (430 سـم؛ 14 قدم؛ 4.3 م) وتتطلب 16,000 حصان (12,000 كـو)[convert: invalid option] علبة التروس.
أطلقت المفوضية الأوروبية عرضًا تجريبيًا لـ Open Rotor في عام 2008 بقيادة سافران ضمن برنامج Clean Sky الممول بـ 65 مليون يورو على مدار ثماني سنوات. تم تجميع أحد المتظاهرين في عام 2015، وتم اختباره على الأرض في مايو 2017 على منصة الاختبار في الهواء الطلق في ايستر، بهدف تقليل استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة به بنسبة 30٪ مقارنة بالمراوح التوربينية سي اف ام 56 الحالية. بعد الانتهاء من الاختبار الأرضي في نهاية عام 2017، وصل محرك سافران الدوار المفتوح الموجه إلى مستوى الجاهزية التكنولوجي 5. يبلغ قطر المروحة الأمامية المكونة من اثني عشر شفرة والمروحة الخلفية ذات العشر شفرات 4.0 و 3.8 م (13.1 و 12.5 قدم؛ 4.0 و 3.8 م؛ 160 و 150 بوصة؛ 400 و 380 سـم)، على التوالي. يستخدم المتظاهر، استنادًا إلى جوهر محرك المقاتلة العسكرية سنيكما M88، ما يصل إلى 12,200 حصان (9 مجو)، ويوفر قوة دفع تبلغ حوالي 100 كـن (22,000 رطلق)، وسوف تطوف بسرعة Mach 0.75. ومع ذلك، سيكون لمحرك سافران الدوار المفتوح المستقبلي أقصى قطر يبلغ 4.50 م (14.8 قدم؛ 4.50 م؛ 177 بوصة؛ 450 سـم) تقريبًا.
في عام 2007، تم تعديل بروغريس (D-27) بنجاح لتلبية لوائح إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية (FAA) للمرحلة 4، والتي تتوافق مع معايير الفصل 4 لمنظمة الطيران المدني الدولي (ICAO). توقعت دراسة تجارية أُجريت في عام 2012 أن ضوضاء البروبفان ستكون 10-13 ديسيبل أكثر هدوءًا مما تسمح به لوائح المرحلة 4. تقلل حدود ضوضاء المرحلة 5 الحدود بسبعة ديسيبلات ضوضاء مدركة فعالة (EPNdB)، داخل غلاف ضوضاء البروبفان. توقعت الدراسة أيضًا أن تكون الدوارات المفتوحة أكثر كفاءة في استهلاك الوقود بنسبة 9٪ لكنها تظل أعلى بـ10-12 ديسيبل من المحركات المروحية. زعمت شركة سنيكما أن محركاتها ذات البروبان سيكون لها نفس مستويات الضوضاء مثل محرك سي إف إم ليب المروحي.
في عام 2021، أعلنت سي اف ام عن برنامج تطوير الابتكار الثوري للمحركات المستدامة (RISE) لإنتاج بروبفان أحادي المرحلة، يحركه التروس مقترنًا بعوامل ثابتة في جرار / جرار، مع تكوين مع اختبارات الطيران لتبدأ بحلول عام 2025. كان من المتوقع أن يكون الدوار 12–13 قدم (3.7–4.0 م) في القطر. كان من المتوقع أن ينتج المحرك ما بين 20000 و 20,000–35,000 رطلق (9,100–15,900 كجمق؛ 89–156 كـن) من الدفع، مع زيادة في كفاءة الوقود بنسبة 20٪. ادعت الشركة أن دافعها كان التركيز العالمي على تقليل الانبعاثات. تم التخطيط للمحرك لدعم كل من الهيدروجين ووقود الطائرات المستدام. كان من المتوقع أن يشتمل المحرك على قلب مضغوط عالي الضغط ونظام استرداد لتسخين هواء الاحتراق مع حرارة العادم جنبًا إلى جنب مع مركبات مصفوفة السيراميك في القسم الساخن وشفرات مروحة مركبة مصبوبة بنقل الراتنج. بالإضافة إلى الدوار، يشتمل التصميم على مجموعة غير دوارة من شفرات الجزء الثابت متغيرة الخطوة التي تعمل بمثابة دوارات لاستعادة التدفق. يزيد التصميم من نسبة ضغط المروحة ويقلل من تحميل الدوار، مما يزيد من سرعة الهواء. يتم تشغيل مرحلة المروحة بواسطة ضاغط معزز عالي السرعة وعلبة تروس أمامية عالية السرعة ذات ضغط منخفض يحركها عمود الدوران. تم تحديد المحرك للحصول على الشهادة باعتباره «محركًا متكاملًا» بدلاً من «مروحة / محرك» تقليدي نظرًا لتعقيد تكامل هيكل الطائرة. تم التخطيط لـ سي اف ام لدوار ثلاثي الأبعاد ذو ديناميكية هوائية مع 12 شفرة منسوجة من ألياف الكربون المركبة. بمساعدة نواة محرك أصغر، سيكون لمحرك (CFM RISE) نسبة تجاوز 75.