El Rolls-Royce Trent 1000 es un motor turbofán de alto bypass producido por Rolls-Royce , una de las dos opciones de motor para el Boeing 787 Dreamliner , que compite con el General Electric GEnx . Se puso en funcionamiento por primera vez el 14 de febrero de 2006 y voló por primera vez el 18 de junio de 2007 antes de una certificación conjunta EASA/FAA el 7 de agosto de 2007 y entró en servicio el 26 de octubre de 2011. A principios de 2016 se descubrió un agrietamiento por fatiga relacionado con la corrosión en las palas de turbinas de presión intermedia (IP), lo que dejó en tierra hasta 44 aviones y le costó a Rolls-Royce al menos £1.3 mil millones.
El motor de 62.264–81.028 lbf (276,96–360,43 kN) tiene una relación de derivación de más de 10:1, un ventilador de 2,85 m (9 pies 4 pulgadas) y mantiene el diseño característico de tres carretes de la serie Trent .
El Trent 1000 TEN actualizado con tecnología del Trent XWB y del Advance 3 tiene como objetivo un consumo de combustible hasta un 3 % mejor . Voló por primera vez a mediados de 2014, recibió la certificación de la EASA en julio de 2016, voló por primera vez en un 787 el 7 de diciembre de 2016 y se presentó el 23 de noviembre de 2017.
A principios de 2018, ya contaba con una cuota de mercado del 38% de la cartera de pedidos decididos. El Rolls-Royce Trent 7000 es una versión con aire purgado utilizada para el Airbus A330neo .
En 2003, Rolls-Royce ofreció un derivado a escala del Trent 900 para el propuesto Boeing 7E7 , que podría incorporar tecnologías ANTLE . [1] El 6 de abril de 2004, Boeing anunció que había seleccionado dos socios de motores para su nuevo 787: Rolls-Royce y General Electric (GE). En junio de 2004, Air New Zealand eligió el Trent 1000 para sus dos pedidos en firme. El 13 de octubre de 2004, All Nippon Airways seleccionó a Rolls-Royce para propulsar 30 787-3 y 20 787-8, un acuerdo de 1.000 millones de dólares ( 560 millones de libras esterlinas ).
El primer vuelo del Trent 1000 se realizó el 14 de febrero de 2006. [2] El 18 de junio de 2007, realizó su primer vuelo desde el aeropuerto TSTC Waco en Texas, en el banco de pruebas de vuelo de Rolls-Royce, un Boeing 747-200 modificado. [3] El 7 de julio de 2007, la arrendadora de aeronaves International Lease Finance Corporation realizó un pedido por valor de 1.300 millones de dólares a precios de catálogo para Trent 1000 para propulsar 40 de los 787 que tiene pedidos, a 16,25 millones de dólares por motor. [4] El motor recibió la certificación conjunta de la FAA y la EASA el 7 de agosto de 2007, [5] o 7/8/7 en Europa. El Trent 1000 es el motor de lanzamiento en ambas variantes iniciales del 787, el -8 con ANA y el -9 con Air New Zealand. [6] El 27 de septiembre de 2007, British Airways anunció la selección del Trent 1000 para propulsar 24 Boeing 787.
El 2 de agosto de 2010, un Trent 1000 sufrió una falla no contenida en la turbina intermedia del motor en un banco de pruebas. [7] Se informó que se debió a un incendio en el sistema de aceite del motor. [8]
Rolls-Royce diseñó una versión mejorada que buscaba un consumo de combustible al menos un 2 % mejor que el actual Trent 1000 Package C. [9] La compañía afirma ofrecer un consumo de combustible hasta un 3 % menor que la competencia. [10] En mayo de 2015, Rolls afirma que ayuda a reducir el dominio de GEnx en el mercado de motores del Boeing 787, con el 42 % de los pedidos de motores recientemente declarados destinados al Trent. [11] A principios de 2018, de 1277 pedidos, 681 seleccionaron GE (53,3 %), 420 Rolls-Royce (32,9 %) y 176 estaban indecisos (13,8 %). [12]
Cuenta con una versión a escala del compresor Trent XWB -84 del Airbus A350 , [9] y tecnología central Advance 3. [13] El consumo de combustible se reduce a través de su compresor de presión intermedia mejorado donde las etapas traseras giran a velocidades más altas. Se introdujeron tres etapas de blisk en el nuevo compresor y el 75% de sus piezas son nuevas o cambiadas del modelo 1000. [14]
El motor funcionó por primera vez a mediados de 2014. [14] Rolls-Royce inicialmente esperaba certificar el Trent TEN antes de fines de 2015 y entrar en servicio a fines de 2016. La revisión de una característica de ahorro de peso llamada "estatores en bandas" y otros problemas de diseño retrasaron la certificación del motor según la Parte 33 de la FAA. [9] Fue certificado por la EASA en julio de 2016. [15]
El primer vuelo fue en un Boeing 787 el 7 de diciembre de 2016. [10] Rolls-Royce proporcionará el TEN como su opción de motor para el 787 a partir de 2017. [13] Al cumplir con los límites de emisiones de humo en los puntos de aterrizaje y despegue , pero no en ciertos empujes, en agosto de 2017 Rolls-Royce solicitó a la FAA una exención temporal hasta 2019 para desarrollar una modificación. [16] Los límites de emisiones de humo se cumplen según los estándares de la EASA, pero no en todos los empujes requeridos por la FAA. [17] La LCC europea Norwegian Air , la aerolínea singapurense Scoot y Air New Zealand recibieron 1000 787 con motor Trent TEN en noviembre de 2017, con el primer servicio comercial el día 23. [18]
El Trent 1000 es un turbofán de alto bypass con tres ejes coaxiales independientes y una cámara de combustión anular única con 18 boquillas de pulverización. El eje de baja presión con un ventilador de álabes en flecha de 2,85 m (9 pies 4 pulgadas) está impulsado por seis turbinas axiales . El carrete de presión intermedia con 8 compresores axiales es accionado por una sola etapa de turbina. El compresor de alta presión de seis etapas es impulsado por una sola etapa de turbina, que gira en la dirección opuesta de los otros dos ejes. El motor está controlado por un EEC . [19]
Inicialmente, Boeing barajó la idea de abastecerse exclusivamente del motor del 787, siendo GE Aviation el candidato más probable. Sin embargo, los clientes potenciales exigieron opciones y Boeing cedió.
Por primera vez en la aviación comercial, ambos tipos de motor tendrán una interfaz estándar con el avión, lo que permitirá que cualquier 787 sea equipado con un motor GE o Rolls-Royce en cualquier momento, siempre que también se modifique el pilón. [20] La intercambiabilidad de motores hace que el 787 sea un activo más flexible para las aerolíneas, permitiéndoles cambiar de un motor de un fabricante a otro en vista de futuros desarrollos de motores que se ajusten más a su perfil operativo. El costo de un cambio de este tipo requeriría una diferencia significativa en el costo operativo entre los dos tipos de motor para que fuera económico, una diferencia que no existe con los motores actuales.
Al igual que en las variantes anteriores de la familia Trent, Rolls se asoció con socios que comparten los riesgos y los ingresos en el programa Trent 1000. Esta vez hubo seis socios: Kawasaki Heavy Industries (módulo de compresor intermedio), Mitsubishi Heavy Industries ( cámara de combustión y álabes de turbina de baja presión), Industria de Turbo Propulsores (turbina de baja presión), Carlton Forge Works (carcasa del ventilador), Hamilton Sundstrand (caja de cambios) y Goodrich Corporation (sistema de control del motor). En total, estos socios tienen una participación del 35 por ciento en el programa.
La familia Trent 1000 hace un uso extensivo de la tecnología derivada del demostrador Trent 8104. Para cumplir con el requisito de Boeing de un motor "más eléctrico", el Trent 1000 es un diseño sin sangrado , con toma de fuerza desde el carrete de presión intermedia (IP) en lugar del carrete de alta presión (HP) que se encuentra en otros miembros de la familia Trent. Se especificó un ventilador de 2,8 m (110 pulgadas) de diámetro, con un cubo de diámetro más pequeño para ayudar a maximizar el flujo de aire. La relación de derivación se ha aumentado con respecto a las variantes anteriores mediante ajustes adecuados al flujo del núcleo.
Una alta relación de presión junto con la contrarrotación de los carretes de IP y HP mejora la eficiencia. [21] [ verificación fallida ] El uso de más componentes heredados reduce la cantidad de piezas para minimizar los costos de mantenimiento. Se incluye un combustor en mosaico.
El 26 de octubre de 2011, el 787 realizó su primer vuelo comercial desde el Aeropuerto Narita de Tokio al Aeropuerto Internacional de Hong Kong con All Nippon Airways. [22] Estaba propulsado por motores Trent 1000.
El 787 fue presentado en septiembre de 2011 con el Paquete A con un consumo específico de combustible (TSFC) un 1% peor que la especificación inicial de Boeing, que fue igualado por el Paquete B certificado en diciembre de 2011, luego mejorado por el Paquete C que ofrece un 1% mejor consumo de combustible que lo especificado y certificado por la EASA en septiembre de 2013. [23] Desde las primeras operaciones, GE afirmó una ventaja del 2% en el consumo de combustible y una retención del rendimiento un 1% mejor. [24]
En marzo de 2014, de los 787 pedidos en firme, Rolls-Royce tenía 321 (31%), GE 564 (55%) y 146 estaban indecisos (14%). [25] Los paquetes de mejora del rendimiento rectificaron los problemas de consumo de combustible y fiabilidad, pero los problemas en la flota activa persisten y los problemas de durabilidad con ciertos componentes siguen existiendo para entre 400 y 500 motores en 2017. [26] A principios de 2018, de 1277 pedidos, 681 seleccionaron el GEnx (53%), 420 el Trent 1000 (33%) y 176 estaban indecisos (14%). [27]
A principios de 2016, All Nippon Airways descubrió grietas por fatiga relacionadas con la corrosión en las palas de turbinas de presión intermedia (IPT). Los motores que mostraban una corrosión excesiva fueron retirados del servicio y reparados en una visita al taller, se desarrollaron y lanzaron palas más resistentes a la corrosión. Se verificó la fatiga de las palas de las HPT y se inspeccionaron los sellos del rotor de las IPC, pero varias aerolíneas tuvieron que dejar en tierra sus 787. Rolls-Royce tuvo que gastar 35 millones de dólares en "disposiciones técnicas" inesperadas para su flota de Trent 1000 en servicio en 2017. [16]
En abril de 2018, el intervalo de inspección de los 380 Trent 1000 del Paquete C se redujo de cada 200 vuelos a cada 80 para abordar los problemas de durabilidad, como debe hacer la EASA con la FAA de EE. UU., reduciendo el ETOPS de 330 a 140 minutos y afectando a los vuelos transpacíficos . [ 28] El 17 de abril, la FAA de EE. UU. confirmó esta reducción del ETOPS . [29] El 19 de abril, la EASA emitió una Directiva de Aeronavegabilidad que indicaba que "se informaron incidentes en los motores RR Trent 1000 'Pack C', donde se encontraron algunas palas del Rotor 1 y del Rotor 2 del IPC agrietadas. Esta condición, si no se detecta y corrige, podría provocar la liberación de las palas en vuelo, lo que posiblemente resulte en una reducción del control del avión". [30] Las tasas de inspección de la EASA se incrementan, pero se mantienen los ETOPS . [ cita requerida ]
El 26 de abril de 2018, la FAA limitó las ETOPS para los motores del paquete C. [31] Esto afectó a Air Europa , Air New Zealand , Avianca , British Airways , Ethiopian , LATAM , LOT Polish , Norwegian Air , Royal Brunei , Scoot , Thai Airways y Virgin Atlantic . [32]
Boeing envió al vicepresidente jefe del 737 MAX , Keith Leverkuhn, para ayudar a Rolls-Royce a superar los problemas, lo que demuestra su importancia ya que 34 aviones están en tierra y este número podría aumentar en los próximos meses ya que los 383 motores afectados impulsan una cuarta parte de la flota 787. El aumento de la producción del Boeing 787 a 14 mensuales a mediados de 2019 no debería verse afectado ya que el 70% tiene motores GE Aircraft , pero siete nuevos aviones de pasajeros están ensamblados en espera de motores. [33]
Como las directivas de aeronavegabilidad de la FAA y la EASA ordenaban inspecciones antes del 9 de junio, los aviones de pasajeros en tierra deberían llegar a un pico de 50: después de que se revisara el 80% de los motores, el 29% de ellos no pasaron la inspección y permanecieron en tierra. Rolls-Royce asignó a 200 personas para resolver el problema e instaló una pala de compresor IP revisada para las pruebas de principios de junio, acelerando el desarrollo de una solución permanente para tener piezas disponibles para la revisión a partir de fines de 2018. [34] Para cubrir estos problemas, Rolls presupuesta £ 340 millones ($ 450 millones) en 2018 y menos en 2019, en comparación con un flujo de caja libre de alrededor de £ 450 millones ($ 643 millones) de 2018 . [35] A principios de junio, se realizó una prueba de vuelo de una pala rediseñada en el 747-200 de Rolls-Royce , ya que 35 de ellos estaban en tierra, y para aliviar las restricciones ETOPS sería necesario convencer a las agencias reguladoras de que interrumpir un desvío de un solo motor es bastante improbable. [36]
Se identificó un problema similar de durabilidad del compresor IP en algunos motores del Paquete B, los 166 motores del Paquete B serán inspeccionados en el ala cuando se publique una AD de EASA en junio de 2018. Se inició un rediseño preventivo de la parte del Paquete B, como para el Trent 1000 TEN, mientras que su joven flota no mostró una durabilidad reducida del IPC. [37] La flota del Paquete B en servicio actualmente es de 61, mientras que ocho están almacenados. [38] Un déficit de existencias de álabes del compresor provocó reparaciones hasta tres días más largas de lo planeado, ya que los aviones en tierra llegan a 43, mientras que Rolls dedicó casi £ 1 mil millones ($ 1.3 mil millones) para abordar los problemas. [39]
El número de aviones en tierra alcanzó un máximo de 44 antes de caer, menos de los 50 esperados, y la capacidad de las palas de la turbina, un factor limitante, aumentó un 50% desde que comenzó 2018. [40] Los problemas no deberían extenderse al Trent XWB , ya que no hay evidencia de problemas similares y se desarrolló con herramientas más modernas y un flujo de diseño diferente, mientras que aún no se visitaron suficientes motores para descartarlo, o al Trent 7000 que incluirá mejoras del Trent 1000. [41] Se tomó un gasto excepcional de £ 554 millones ($ 725 millones) para 2018, el 40% del costo total en efectivo hasta 2022, antes de £ 450 millones en 2019 y £ 100 millones menos en 2020. [42]
Al exponer el material base a la fatiga de bajo ciclo , el revestimiento de barrera térmica en las palas de la turbina IP se erosionó prematuramente por " corrosión caliente " causada por el alto contenido de azufre atmosférico debido a las industrias contaminantes alrededor de las grandes ciudades de Asia y el Pacífico. La solución inicial, un material base revisado y un revestimiento para contrarrestar la corrosión de la turbina IP, se instaló en septiembre de 2018 en más del 62% de la flota afectada. Las pruebas de laboratorio de la turbina más nueva son satisfactorias y la vida útil de la turbina debe demostrarse mediante inspecciones en servicio, con algunos motores que ya han completado entre 1000 y 1500 ciclos. Se verificó un programa de prueba de materiales con universidades del Reino Unido y Europa: las pruebas de fatiga de bajo ciclo mostraron que se evitó la difusión del agente en el material principal, lo que evitó la formación de microfisuras . Un modelo predice la exposición a agentes corrosivos para evitar inspecciones y secuenciar las modernizaciones. [43]
El mecanismo de falla no se entendió claramente cuando se descubrió el problema en marzo, después de que cuatro álabes del compresor en el primer rotor IP y uno en el segundo fallaran en un motor de alto tiempo. Los estudios de vibración revelaron una estela del ventilador que afectaba al álabe del compresor, con una diferencia de frecuencia de 100 Hz entre los carretes IP y LP que establecía una vibración sincronizada de modo propio en los dos primeros rotores del compresor. Esto causó desgaste que condujo a microfisuras en las raíces de las palas, que crecieron hasta convertirse en grietas adecuadas que fallaron después de alrededor de 1000 ciclos y resultaron en una parada en vuelo . Para evitar los modos propios, Rolls cambia la masa de la pala desde el centro hacia la periferia. Las pruebas no mostraron vibraciones dañinas y la certificación debería aprobarse a fin de año, la nueva pala comenzó la producción con anticipación. Si bien tiene un diseño de rotor IP de estilo Trent XWB diferente sin modo propio, las mismas etapas también se rediseñaron para el Trent 1000 TEN, así como para el Trent 7000. [43 ]
En marzo de 2018, Rolls limitó de manera conservadora el funcionamiento de un solo motor a máxima potencia continua a 140 min, lo que llevó a los reguladores a restringir el ETOPS . Solo un motor falló entre más de 100 que mostraban pequeñas grietas, un tercio de la población sospechosa de 366 motores, ya que las grietas se desarrollan lentamente. En tierra en Derby, un Trent 1000 instrumentado con rotores agrietados funcionó 10 h a máxima potencia continua sin propagación de grietas , y luego se montó en el avión de prueba 747 de Rolls a mediados de septiembre para confirmar que no es un problema de fatiga de alto ciclo para aliviar las restricciones de ETOPS. Los vuelos deberían comenzar a fines de septiembre frente a la costa de California, se ejecutará a FL120 y máxima potencia como una desviación ETOPS de un solo motor , para ser seguido por pruebas en clima frío en Alaska. [43] En diciembre, el número de motores en tierra seguía siendo alto y se esperaba que mejorara significativamente durante la primera mitad de 2019. [44] Tras la aprobación de la EASA y la FAA, se instaló un diseño de álabes de compresor IP rediseñado en el Paquete C Trent 1000 a partir de enero de 2019. [45]
En noviembre de 2019, Rolls-Royce tenía como objetivo tener menos de diez aviones en tierra a mediados de 2020. Después de evaluar un diseño de turbina HP previsto para principios de 2020, una pala Trent 1000 TEN HP rediseñada no fue tan duradera como se esperaba y su introducción se retrasó hasta la primera mitad de 2021, la última modificación requerida. [46] Rolls-Royce espera asumir un cargo de £ 1.4 mil millones ($ 1.8 mil millones) en 2019, casi el doble de los £ 790 millones absorbidos en 2018, ya que todos los costos distribuidos entre 2017 y 2023 están aumentando a £ 2.4 mil millones, frente a los £ 1.6 mil millones estimados para mediados de 2019. [47]
Hasta marzo de 2016, tiene una confiabilidad de despacho del 99,9 por ciento y cuatro paradas en vuelo (IFSD) dieron una tasa de 2 IFSD por millón de horas de vuelo. [48]
El 10 de agosto de 2019, un Boeing 787-8 de largo recorrido de Norwegian que despegaba de Roma tuvo una falla en el motor y la tripulación logró un aterrizaje de emergencia sin incidentes . Algunas partes dañaron el ala izquierda del avión, el estabilizador horizontal, el fuselaje y los neumáticos del tren de aterrizaje principal, y cayeron sobre áreas urbanas. Una pala de la turbina se rompió y puede haber causado la desintegración de otras. [49] [50] El motor sufrió otras paradas en vuelo menos publicitadas.
Las variantes fueron certificadas por la EASA [19]
En el Museo de la Fabricación de Derby se exhibe un Trent 1000. [51]
Datos de la EASA [19]
Motores comparables
Listas relacionadas
El motor de referencia 7E7 de Rolls-Royce dependerá de Antle y Trent 900
{{cite news}}: CS1 maint: bot: estado de URL original desconocido ( enlace )