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探秘航空制造羅爾斯·羅伊斯
閱讀：540 發(fā)布時間：2022-6-13
這個由BBC拍攝的紀錄片很棒，詳細介紹了世界三大航空發(fā)動機生產廠商——英國羅爾斯羅伊斯航空發(fā)動機的制造過程，如果有的網友不熟悉它的名字，你們一定熟悉它的另一個譯名，勞斯萊斯。航空發(fā)動機是這個公司的主業(yè)。看完這個片子，你一定能理解為什么航空發(fā)動機是工業(yè)上的明珠，盡管連朝鮮都能發(fā)射衛(wèi)星，但世界上只有三家能生產高性能航發(fā)的企業(yè)。GE，羅羅，普惠。航發(fā)更多的靠工業(yè)的基礎，厚積薄發(fā)，還有時間和技術的積累。因為航發(fā)太需要可靠性了，從這個角度講，航空要比航天復雜得多得多得多。航空強的國家（地區(qū)）工業(yè)一定強，但是航天強的就不一定了。
“美國國家發(fā)展計劃”中關于航空發(fā)動機有這樣一段描述：航空發(fā)動機是一個技術精深得使新手難以進入的領域。它需要國家大量的投入和長期的經驗積累，并加以保護。美國將航空發(fā)動機列為國防關鍵技術的第二位，航空發(fā)動機占據了美國國防科技戰(zhàn)略的核心位置。英、俄、法等國均通過明確立法將航空發(fā)動機產業(yè)列為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性產業(yè)，并長期投入巨大的人力、物力、財力來鞏固其航空發(fā)動機戰(zhàn)略性產業(yè)的地位。
“美國國家發(fā)展計劃”中關于航空發(fā)動機有這樣一段描述：航空發(fā)動機是一個技術精深得使新手難以進入的領域。它需要國家大量的投入和長期的經驗積累，并加以保護。美國將航空發(fā)動機列為國防關鍵技術的第二位，航空發(fā)動機占據了美國國防科技戰(zhàn)略的核心位置。英、俄、法等國均通過明確立法將航空發(fā)動機產業(yè)列為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性產業(yè)，并長期投入巨大的人力、物力、財力來鞏固其航空發(fā)動機戰(zhàn)略性產業(yè)的地位。
航空制造羅爾斯·羅伊斯探秘
羅爾斯·羅伊斯還是勞斯萊斯？
每次提到羅爾斯·羅伊斯，都會被很多人問，不是叫勞斯萊斯嗎？的確，羅爾斯·羅伊斯的英文即Rolls-Royce，與的豪華車品牌勞斯萊斯一樣，標志也是兩個R。追溯歷史淵源，羅爾斯·羅伊斯和勞斯萊斯是一家公司，是1906年由亨利·萊斯和查爾斯·勞斯創(chuàng)建。最初羅爾斯·羅伊斯是生產汽車的，從1914年開始制造飛機發(fā)動機，1920年代末，航空發(fā)動機成為羅爾斯·羅伊斯最主要的業(yè)務。1931年，羅爾斯·羅伊斯收購了其在大蕭條中陷入財政困難的對手賓利，此外羅爾斯·羅伊斯還為二戰(zhàn)時的英國生產裝甲車。也就是說，很早以前，羅爾斯·羅伊斯是包括羅爾斯·羅伊斯發(fā)動機、勞斯萊斯汽車、賓利汽車三個公司。
1980年，勞斯萊斯汽車被公司Vickers收購。1998年，Vickers將勞斯萊斯汽車業(yè)務出售給寶馬，有趣的是，寶馬最初是一家飛機制造公司，而賓利繼承了羅爾斯·羅伊斯汽車部門被大眾公司收購，但是不得使用勞斯萊斯的商標。至此，羅爾斯·羅伊斯公司則成為專業(yè)從事渦輪發(fā)動機的英國公司，尤其是在飛機發(fā)動機領域，在世界上僅次于GE，成為世界上的三大航空發(fā)動機制造商之一(另一個是普惠)。羅爾斯·羅伊斯出售的勞斯萊斯這個品牌也引發(fā)了大眾和寶馬的爭奪，可見這個品牌的影響力之大，這也是因為豪華車領域的，導致了勞斯萊斯反倒比羅爾斯·羅伊斯這個名字響亮的多。
羅羅公司廠區(qū)指示牌
羅爾斯·羅伊斯總部外觀無明顯航空印跡
2014年范堡羅航展期間，新浪航空報道團隊來到了位于倫敦北部小城德比，實地探訪了羅爾斯·羅伊斯公司的總部，深入了解這家企業(yè)如何一手將自己打造成幾乎與人類航空史同齡的航空制造業(yè)。值得一提的是，羅羅工作人員介紹，這也是近十年來次有中國的媒體進入羅羅總部參觀。
羅爾斯·羅伊斯總部位于德比的南部，剛剛到達時僅僅從外觀尚無法分辨出這家企業(yè)與航空發(fā)動機有多少聯系。實際上，真正走到羅爾斯·羅伊斯總部內，也無法從外觀直接知道一些航空的印跡，羅爾斯·羅伊斯生產的是精密的航空發(fā)動機，不同于波音或者空客工廠，廠區(qū)外就能夠一眼看到碩大的飛機機身。這些發(fā)動機都是在廠房內組裝生產，完成后交付給用戶，而不太容易在室外見到發(fā)動機。
每天一臺遄達發(fā)動機出廠
首先，我們來到發(fā)動機總裝車間。進入廠區(qū)之前，所有人被要求戴上防護眼鏡。這也是通常進入制造廠房參觀的要求，為了防止有油液濺入眼睛，在記者探訪波音或者霍尼韋爾總部參觀時也有類似的硬性要求。此外，羅爾斯·羅伊斯還要求每位記者換上特殊的工裝鞋，一種類似軍靴厚度的鞋子，用來保護腳不會因為異物跌落而砸傷腳面。參觀之前，所有記者已經被要求提供自己所穿鞋號。
進入廠房內不允許拍照，嚴格按照規(guī)定線路參觀，不能靠近正在裝配的發(fā)動機。在巨大的廠房中，可以見到遄達系列發(fā)動機豎立在每個工位上。平時所見的航空發(fā)動機要么是吊在飛機機翼上，要么是維修中平放在推車上，記者次見到尚未完工的發(fā)動機是豎立在地面。四塊巨大的工作臺圍裹著發(fā)動機，工人們在工作臺上組裝發(fā)動機零件、管路、線路等。
我們首先看到的是遄達1000型發(fā)動機，這是專門為波音787生產的發(fā)動機，單臺推力超過5萬磅，由18000個獨立部件組成。遄達系列發(fā)動機已經成為繼RB211之后，又一的三轉子發(fā)動機。
特別有意思的是，遄達(Trent)一詞并不是羅爾斯·羅伊斯創(chuàng)造發(fā)明的，而是德比附近一條河流的名字。羅爾斯·羅伊斯所有的發(fā)動機都是以河流的名字命名，此前的斯貝發(fā)動機也是德比的一條河流。
遄達1000型發(fā)動機已經在波音787飛機上成功使用，該型發(fā)動機每個發(fā)動機葉片在起飛時承受90噸的負荷？，相當于每個葉片末端懸掛9輛倫敦巴士。
羅羅遄達發(fā)動機風扇負荷
它的風扇直徑達到112英寸，相當于協和客機的機身。
遄達風扇直徑超過協和客機機身
就是這么一個大家伙，能夠推動重達200噸的波音787在天空飛行15700公里，而自身重量僅僅只有5.5噸——三輛家用轎車的重量。記者獲悉，在羅羅總部廠房里，每個工作日就可以生產一臺超過35000個部件的遄達發(fā)動機，其產能效率之高可見一斑。
令人嘆為觀止的發(fā)動機試車臺
此行之前，記者最期望的是能夠參觀航空發(fā)動機的試車臺，見識一下每秒吸入1.25噸空氣的發(fā)動機試車起來是有多震撼。這次我們首*的是試車臺監(jiān)控室，幾位工程師通過屏幕監(jiān)控著一臺正在試車的發(fā)動機狀態(tài)，屏幕邊有一臺迷你的小喇叭，收錄著發(fā)動機運轉的聲音。除此之外，再也沒有任何線索，讓你把一臺功率與68輛一級方程式相當的三轉子渦輪風扇發(fā)動機高速運轉聯系起來。我上前詢問測試工程師，發(fā)動機試車臺在哪？他告訴我，就在墻壁那邊不到你10英尺的距離外，而我所在的地方居然察覺不到一絲聲音和一點點地面的震動。
羅羅58號試車臺
見我還是很懷疑，羅爾斯·羅伊斯的工程師帶著我們來到58號試車臺廠房內，進入了可以容納6臺發(fā)動機，并且可以同時測試2臺發(fā)動機試車的廠房內。巨大的廠房可以看到有2臺發(fā)動機正在做測試安裝，并無異常。這時，他帶我們一行人來到一個標注著4字的大門前，指著這堵混凝土構筑的大門說：現在，這里面就正在進行著一臺遄達1000發(fā)動機的試車。我們一行人手摸著大門，把耳朵貼近墻壁，感覺不到任何震動，也聽不到任何聲音。這和我一直以為發(fā)動機試車要戴著耳塞也不能屏蔽轟鳴聲的印象產生了強烈的對比。
給我震撼的恰恰不是發(fā)動機轟鳴聲，而是毫無聲響。一臺能夠推動200噸飛機起飛的發(fā)動機在我一墻之隔的廠房里以每秒200轉的速度運轉，我卻一點聲音都聽不見。僅從這測試廠房的隔音技術來看，就對其*的科技嘆為觀止了。
未來發(fā)動機技術
參觀完試車臺，羅爾斯·羅伊斯市場經理則開始給我們詳細介紹了遄達系列發(fā)動機及未來發(fā)動機。遄達發(fā)動機是由羅爾斯·羅伊斯發(fā)明的一種三轉子發(fā)動機RB211發(fā)展而來。當年研究RB211所花去的巨額資金使得羅爾斯·羅伊斯在1971年破產，而之后被英國政府國有化才得以生存下來。但是RB211的問世，也成功使得羅爾斯·羅伊斯一舉奠定了發(fā)動機制造三之一的地位。
遄達系列發(fā)動機概覽
在1990年八月運轉的遄達700系列是遄達系列成功走向商業(yè)運營的標志。而在型的波音787、空客A380、空客A350上，遄達發(fā)動機的達到了40%。同時遄達XWB成為空客A350飛機的動力來源，也就是說，沒有其他發(fā)動機制造商參與這款空客客機的競爭。目前，已經有超過1400臺遄達XWB發(fā)動機的訂單。
A350采用的動力即遄達XWB發(fā)動機
遄達XWB發(fā)動機燃燒室采用了陶瓷涂層，燃燒室溫度達到2000℃，是熔巖溫度的兩倍，太陽表面溫度的1/3。同時，這款發(fā)動機的油耗比傳統發(fā)動機降低了10%，這意味著僅燃油一項，就可以讓航空公司每架飛機每年節(jié)省成本250萬美元，這無疑是羅爾斯·羅伊斯說服航空公司選擇遄達系列發(fā)動機的主因之一。
就在我還驚嘆于遄達系列三轉子發(fā)動機及高節(jié)油性能的時候，羅爾斯·羅伊斯工程師給我們展現了未來發(fā)動機的新趨勢，那就是沒有高壓渦輪的UltraFan發(fā)動機技術。“UltraFan™”設計，是一種帶有可變螺距風扇系統的變速設計，所采用的技術有可能于2025年投入應用，油耗和排放比代遄達發(fā)動機降低至少25%。
羅羅展現未來發(fā)動機技術
· 新型發(fā)動機核心結構——能地提高燃油效率、降低排放
· CTi風扇系統——碳/鈦合金風扇葉片和復合材料機罩，使每架飛機的重量降低高達1,500磅，這相當于在不增加成本的前提下多承載七名乘客。
· *的陶瓷基復合材料——能在渦輪達到高溫時更有效運轉的耐熱組件
· UltraFan™的變速設計，將為未來的大推力、高涵道比發(fā)動機提供有效動力。
一個以三轉子的發(fā)動機制造商，革命性的去掉了高壓渦輪，而采用變速箱來替代傳動軸推動發(fā)動機風扇的旋轉，可以想象羅爾斯·羅伊斯在發(fā)動機制造領域的投入。羅爾斯·羅伊斯民用大型發(fā)動機部總裁Eric Schulz曾表示：“作為創(chuàng)新者，雖然我們已經占據了地位，但也絕不能止步不前。我們已將自己的視野投向未來幾十年，并為滿足客戶需求積累了大量的新技術。我相信我們的發(fā)動機設計戰(zhàn)略將確保我們能夠助力航空業(yè)的未來發(fā)展。”據了解，羅爾斯·羅伊斯每年為航空和非航空業(yè)務的研發(fā)斥資達到10億英鎊！
A350飛來德比向羅羅致敬
空客A350從范堡羅航展現場趕來致謝
參觀即將結束時，發(fā)生了一個有趣的小插曲。羅爾斯·羅伊斯的工作人員告訴我們，下午15:40分，正在范堡羅航展做飛行表演的空客A350飛機將會飛來德比，在羅爾斯·羅伊斯總部上空繞飛盤旋，以表示對羅爾斯·羅伊斯提供發(fā)動機的感謝。
這還是記者次知道空客與羅爾斯·羅伊斯之間有這樣一種細膩又美好的互相致敬的感謝方式。參觀羅爾斯·羅伊斯的新浪航空媒體團也有幸見證了這一時刻，羅爾斯·羅伊斯員工走出辦公室，三三兩兩聚在大樓四周，隨著引擎的轟鳴聲，空客A350優(yōu)美的身姿從大樓一側緩緩出現，一共低空繞飛了兩圈，并擺動機翼以示致敬。、
這讓我想起參觀英國科學博物館航空館中的一件藏品上寫的一句話：The engine that saved Britain。而這臺發(fā)動機就是梅林發(fā)動機，正是羅爾斯·羅伊斯二戰(zhàn)期間最的產品，颶風和野馬戰(zhàn)斗機均配備這款發(fā)動機。某種意義上說，羅羅拯救了英國。