El Rolls-Royce Trent 1000 es un motor turbofan 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 . Funcionó por primera vez el 14 de febrero de 2006 y voló por primera vez el 18 de junio de 2007 antes de obtener una certificación conjunta EASA/FAA el 7 de agosto de 2007 y entró en servicio el 26 de octubre de 2011. A principios de año se descubrió agrietamiento por fatiga relacionado con la corrosión en los álabes de turbinas de presión intermedia (IP). 2016, lo que dejó en tierra hasta 44 aviones y le costó a Rolls-Royce al menos 1.300 millones de libras esterlinas.
El motor de 62.264 a 81.028 lbf (276,96 a 360,43 kN) tiene una relación de derivación superior a 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 el Advance 3 apunta a un consumo de combustible hasta un 3% mejor . Funcionó por primera vez a mediados de 2014, obtuvo la certificación 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 tenía una cuota de mercado del 38% de la cartera de pedidos decidida. El Rolls-Royce Trent 7000 es una versión con purga de aire utilizada para el Airbus A330neo .
En 2003, Rolls-Royce ofrecía un derivado a escala del Trent 900 para el Boeing 7E7 propuesto , que podría incorporar tecnologías ANTLE . [1] El 6 de abril de 2004, Boeing anunció que había seleccionado dos socios 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 mil millones de dólares ( 560 millones de libras esterlinas ).
El primer vuelo del Trent 1000 fue 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, el arrendador de aviones International Lease Finance Corporation realizó un pedido por valor de 1.300 millones de dólares a precios de lista para Trent 1000 para propulsar 40 de los 787 que tiene pedidos, 16,25 millones de dólares por motor. [4] El motor recibió la certificación conjunta de la FAA y EASA el 7 de agosto de 2007, [5] o el 8/7/7 en Europa. El Trent 1000 es el motor de lanzamiento de las dos variantes iniciales del 787, el -8 de ANA y el -9 de 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 un fallo incontrolado 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 apunta a un consumo de combustible al menos un 2% mejor que el actual Trent 1000 Paquete 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 Boeing 787, con el 42% de los pedidos de motores recién declarados destinados al Trent. [11] A principios de 2018, de 1.277 pedidos, 681 seleccionaron a GE (53,3%), 420 a Rolls-Royce (32,9%) y 176 estaban indecisos (13,8%). [12]
Cuenta con una versión escalada 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 respecto al 1000. [14]
El motor funcionó por primera vez a mediados de 2014. [14] Rolls-Royce inicialmente esperaba certificar el Trent TEN antes de finales de 2015 y entrar en servicio a finales de 2016. La revisión de una característica de ahorro de peso llamada 'estatores con bandas' y otros problemas de diseño retrasaron la certificación del motor FAA Parte 33. [9] Fue certificado por la EASA en julio de 2016. [15]
Voló por primera vez en un Boeing 787 el 7 de diciembre de 2016. [10] Rolls-Royce proporcionará el TEN como motor opcional para el 787 a partir de 2017. [13] Cumplir con los límites de emisiones de humo en los puntos de modo de aterrizaje y despegue , pero no en ciertos 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 EASA, pero no en todos los niveles requeridos por la FAA. [17] La LCC europea Norwegian Air , la aerolínea de Singapur Scoot y Air New Zealand recibieron los 787 con motor Trent 1000 TEN en noviembre de 2017, con el primer servicio comercial el día 23. [18]
El Trent 1000 es un turboventilador de alto bypass con tres ejes coaxiales independientes y una cámara de combustión anular única con 18 boquillas rociadoras. El eje de baja presión con un ventilador de palas 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 girado 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 a los otros dos ejes. El motor está controlado por un EEC . [19]
Inicialmente, Boeing jugó con la idea de adquirir exclusivamente el 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 motores tendrán una interfaz estándar con el avión, lo que permitirá que cualquier 787 pueda equiparse 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 a la luz de cualquier desarrollo futuro de motor que se ajuste más estrechamente a su perfil operativo. El costo de tal cambio requeriría una diferencia significativa en el costo operativo entre los dos tipos de motores para que sea económico, una diferencia que no existe con los motores actuales.
Al igual que con las variantes anteriores de la familia Trent, Rolls se asoció con socios de riesgo e ingresos compartidos en el programa Trent 1000. Esta vez fueron seis socios: Kawasaki Heavy Industries (módulo compresor intermedio), Mitsubishi Heavy Industries ( combustión y álabes de turbina de baja presión), Industria de Turbo Propulsores (turbina de baja presión), Carlton Forge Works (caja 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 tiene un diseño sin purga , 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 menor diámetro para ayudar a maximizar el flujo de aire. La relación de derivación se ha incrementado con respecto a las variantes anteriores mediante ajustes adecuados en el flujo central.
Una alta relación de presión junto con la rotación contraria de los carretes IP y HP mejora la eficiencia. [21] [ verificación fallida ] El uso de más componentes heredados reduce el recuento de piezas para minimizar los costos de mantenimiento. Se incluye una cámara de combustión de azulejos.
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 en All Nippon Airways. [22] Estaba propulsado por motores Trent 1000.
El 787 se presentó en septiembre de 2011 con el Paquete A con un consumo de combustible específico de empuje (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 consumo de combustible un 1% mejor que especificado y certificado por EASA en septiembre de 2013. [23] Desde las primeras operaciones, GE afirmó una ventaja de consumo de combustible del 2 % y una mejor retención del rendimiento del 1 %. [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 confiabilidad, pero los problemas en la flota activa persisten y los problemas de durabilidad con ciertos componentes persisten para 400 a 500 motores en 2017. [26] A principios de 2018, de 1277 pedidos, 681 seleccionaron el GEnx (53%), 420 del Trent 1000 (33%) y 176 estaban indecisos (14%). [27]
A principios de 2016 se descubrió en All Nippon Airways grietas por fatiga relacionadas con la corrosión en las palas de la turbina de presión intermedia (IPT). Los motores que mostraban corrosión excesiva fueron retirados del servicio y reparados en una visita al taller, y se desarrollaron y desplegaron palas más resistentes a la corrosión. . Se comprobó la fatiga de las palas del HPT y se inspeccionaron los sellos del rotor del IPC, pero varias aerolíneas tuvieron que dejar en tierra los 787. Rolls-Royce tuvo que gastar 35 millones de dólares en "provisiones técnicas" inesperadas para su flota Trent 1000 en servicio en 2017. [16]
En abril de 2018, el intervalo de inspección para 380 Paquete C Trent 1000 se redujo de cada 200 vuelos a cada 80 para abordar problemas de durabilidad, ya que la FAA de EE. UU. debería seguir la EASA , lo que redujo los ETOPS de 330 a 140 minutos y afectó las operaciones transpacíficas . vuelos. [28] El 17 de abril, la FAA de EE.UU. confirmó esta reducción de ETOPS . [29] El 19 de abril, la EASA emitió una Directiva de Aeronavegabilidad afirmando que "se informaron sucesos en motores RR Trent 1000 'Pack C', donde algunas palas del IPC Rotor 1 y Rotor 2 se encontraron agrietadas. Esta condición, si no se detecta y corrige, podría llevar a que las palas se suelten en vuelo, lo que posiblemente resulte en una reducción del control del avión". [30] Se aumentan las tasas de inspección de la EASA, pero se mantienen los ETOPS . [ cita necesaria ]
El 26 de abril de 2018, la FAA limitó ETOPS para motores del paquete C. [31] Esto afectó a Air Europa , Air New Zealand , Avianca , British Airways , Etíope , LATAM , LOT Polish , Norwegian Air , Royal Brunei , Scoot , Thai Airways y Virgin Atlantic . [32]
Boeing envió al vicepresidente principal 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 del 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 de avión GE , pero se están ensamblando siete nuevos aviones en espera de motores. [33]
Como las directivas de aeronavegabilidad de la FAA y la EASA exigían inspecciones antes del 9 de junio, los aviones en tierra deberían aumentar a un máximo de 50: después de que se revisó el 80% de los motores, el 29% de ellos no pasaron la inspección y permanecen en tierra. Rolls-Royce asignó a 200 personas para resolver el problema e instala un álabe de compresor IP revisado para realizar pruebas a principios de junio, acelerando el desarrollo de una solución permanente para tener piezas disponibles para revisión a partir de finales 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) en 2018 . [35] A principios de junio, se probó en vuelo una pala rediseñada en el 747-200 de Rolls-Royce cuando 35 estaban en tierra, y aliviar las restricciones de ETOPS requeriría 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 se inspeccionarán en el ala ya que EASA AD se publicará en junio de 2018. Se inició un rediseño preventivo de la pieza del Paquete B, al igual que para el Trent 1000 TEN, mientras que su joven flota no mostró una durabilidad IPC reducida. [37] La flota del Paquete B en servicio se encuentra actualmente en 61, mientras que ocho están almacenados. [38] Un déficit de existencias de palas de compresores llevó a que las reparaciones se prolongaran hasta tres días más de lo previsto, ya que los aviones en tierra llegaron a 43, mientras que Rolls dedicó casi mil millones de libras esterlinas (1.300 millones de dólares) para abordar los problemas. [39]
La cantidad de aviones en tierra alcanzó un máximo de 44 antes de caer, menos de los 50 esperados, y la capacidad de las palas de las turbinas, un factor limitante, aumentó en un 50% desde que comenzó 2018. [40] Los problemas no deberían extenderse al Trent XWB , ya que no hay evidencia de problemas similares y fue desarrollado con herramientas más modernas y un flujo de diseño diferente, aunque todavía no se visitaron suficientes motores para descartarlo, o para el Trent 7000 que incluirá mejoras de 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 fatiga de ciclo bajo , el revestimiento de barrera térmica de las palas de la turbina IP se erosionó prematuramente por la " 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 las turbinas 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 su vida útil debe comprobarse mediante inspecciones en servicio; algunos motores ya han completado entre 1.000 y 1.500 ciclos. Se verificó un programa de pruebas de materiales con universidades del Reino Unido y Europa: las pruebas de fatiga de ciclo bajo mostraron que se evitó la difusión del agente en el material principal, evitando la formación de microfisuras . Un modelo predice la exposición a agentes corrosivos para evitar inspecciones y secuenciar las retrofits. [43]
El mecanismo de falla no se entendió claramente cuando se descubrió el problema en marzo, después de que cuatro palas de compresor en el primer rotor IP y una en el segundo fallaran en un motor de alto tiempo. Los estudios de vibración revelaron una estela del ventilador que afectaba las aspas del compresor, con una diferencia de frecuencia de 100 Hz entre los carretes IP y LP estableciendo una vibración sincronizada en modo propio en los dos primeros rotores del compresor. Esto provocó un desgaste que provocó microfisuras en las raíces de las palas, que crecieron hasta convertirse en grietas adecuadas que fallaron después de aproximadamente 1000 ciclos y provocaron una parada durante el vuelo . Para evitar modos propios, Rolls desplaza la masa de la pala desde el centro hacia la periferia. Las pruebas no mostraron vibraciones dañinas y la certificación debería aprobarse a finales de año; la nueva hoja comenzó a producirse con anticipación. Si bien tiene un diseño de rotor IP estilo Trent XWB diferente sin modo propio, las mismas etapas también fueron rediseñadas 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 ETOPS . Sólo 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 durante 10 horas a máxima potencia continua sin propagación de grietas , y luego fue montado en el avión de prueba 747 de Rolls a mediados de septiembre para confirmar que no se trata de un problema de fatiga de ciclo alto. para aliviar las restricciones de ETOPS. Los vuelos deberían comenzar a finales de septiembre frente a la costa de California, se ejecutarán a FL120 y potencia máxima como un desvío ETOPS monomotor , seguidos de pruebas en clima frío en Alaska. [43] En diciembre, el número de motores puestos a tierra todavía era alto y mejoraría significativamente durante la primera mitad de 2019. [44] Tras la aprobación de EASA y FAA, se instaló un diseño de pala de compresor IP rediseñado en el Paquete C Trent. 1000 desde enero de 2019. [45]
En noviembre de 2019, Rolls-Royce apuntaba a tener menos de diez aviones en tierra para mediados de 2020. Después de que se evaluó 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 repartidos entre 2017 y 2023 están aumentando a £2.4 mil millones, frente a £ 1.600 millones estimados para mediados de 2019. [47]
Hasta marzo de 2016, tenía 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 noruego de larga distancia que partía de Roma sufrió una falla en el motor y la tripulación logró un aterrizaje de emergencia sin incidentes . Partes del avión dañaron el ala izquierda, el estabilizador horizontal, el fuselaje y los neumáticos del tren de aterrizaje principal y cayeron sobre zonas urbanas. Una pala de turbina se rompió y pudo haber provocado la desintegración de otras. [49] [50] El motor sufrió otras paradas en vuelo menos publicitadas.
Las variantes fueron certificadas por la EASA [19]
Un Trent 1000 se exhibe en el Museo de la Fabricación de Derby. [51]
Datos de AESA [19]
Motores comparables
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El motor básico 7E7 de Rolls-Royce confiará en Antle y Trent 900
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