Rolls-Royce公务发动机“珍珠”10X完成飞行测试

在为期六个月的活动中进行了 30 次飞行后，罗尔斯-罗伊斯在 9 月的最后一周完成了 Pearl 10X 的飞行试验，这是其 Pearl 系列公务航空发动机的最新、最强大的迭代。

该计划进行得很顺利，但由于 Pearl 15 发动机已经为庞巴迪的 Global 5500 和 6500 提供动力，Pearl 700 安装在湾流 G700 和 G800 中，究竟需要多少测试才能证明 Pearl 10X 适合达索即将推出的猎鹰 10X？

达索高级副总裁、罗尔斯·罗伊斯公务航空 Philipp Zeller 博士负责监督 Pearl 10X 计划。他说：“我们过去在系列平台方面取得了成功，包括生产 BR710、BR725 和 BR715 区域应用的 BR700 平台。我们对 Pearl 做了同样的事情，从 Pearl 15 开始，包括新的 Advance2 发动机核心，我们以此为基础为 Pearl 700 进行了构建。Pearl 10X 建立在相同的基础上，因此许多核心架构和技术都是相同的。

“但我们正在将其集成到新的机身中，每个机身都有一套定制要求。这些导致了安装中的一些主要差异，包括全新的机舱、组装单元、安装系统和软件。以涡轮机械为核心，我们的目标是尽可能减少变化，以保持成熟。但 Pearl 10X 是我们有史以来最强大的公务航空发动机，因此我们在 Advance2 核心中注入了技术，包括一个带有增材制造瓦的新型低排放燃烧室，使我们能够将发动机内部的温度推得更高一些，同时仍然保持符合排放法规并保持涡轮机足够凉爽。

“当你引入变化时，你想要测试它们如何影响发动机性能和可作性，这就是我们在地面车辆和测试台以及飞行中进行测试的原因。没有什么比在高海拔地区作发动机更能说明问题了。

Zeller 提到了血统引擎，即基本的 Pearl 设计，以及之前 Pearl 试验的测试和认证数据如何在 Pearl 10X 工作中重复使用，其中“参数具有足够的代表性”。

“因此，一些早期的证据被重复使用，但在其他情况下，我们超出了测试参数，需要生成新证据。测试数据中几乎没有外推空间，但通常有插值空间，“Zeller 说。

Rolls-Royce 在数字技术方面投入了大量资金，包括每次 Pearl 发动机飞行时提取数 GB 数据的系统，以及设计工具、建模、数字孪生等。随着 Pearl 10X 试验在虚拟世界和测试台上进行，将其带到空中还有什么好处呢？

“我们在预测能力上投入了大量资金，这有助于我们充满信心地进行试飞，”Zeller 评论道。“通常，我们飞行是为了确认我们的假设和模型是正确的，而不是为了发现什么。以 Pearl 10X 为例，我们根据系谱数据和性能模型做出的预测 100% 准确。

“对于某些测试，模型不够好，无法提供我们需要的数据。例如，当我们根据易燃液体排放的要求进行测试时，即使是我们可用的最佳模型也无法准确告诉我们液滴最终会落在发动机和机舱周围的位置。必须对其进行测试并解决任何令人担忧的领域。试验可以帮助我们及早发现弱点并修复它们，将这种类型的测试和修复留到程序的后期可能需要付出更多的努力。

集成安装

罗尔斯-罗伊斯的波音 747-200 飞行测试台 （FTB） 经过改装，以容纳珍珠 10X 的集成单元及其右舷机翼下的短舱，在前缘前方的清洁空气中。猎鹰 10X 以典型的商务套装方式在后机身两侧携带其发动机，747/Pearl 10X 接口包括一个垂直支架，以便发动机水平携带，而不是悬挂在下方。

Zeller 继续说道：“在公务航空领域，我们提供集成动力装置解决方案，这意味着'连接'到飞机挂架上的一切，包括发动机、发动机组装单元、安装系统、机舱和保持一切'旋转'的软件。我们测试了所有这些，因此我们在飞行测试台上放置的 Pearl 10X 配置是一个完整的动力装置，目的是在代表性配置中尽可能接近地测试发动机安装。

罗尔斯·罗伊斯全球其他地区的测试和钻机主管 John Knight 证实，整个 Pearl 10X 飞行测试活动是在 FTB 位于亚利桑那州图森的大本营完成的：“对于某些活动，我们会根据需要演示的内容前往其他地点。例如，对于遄达发动机，我们已经在玻利维亚的拉巴斯进行了高空起飞测试，并在其他地区进行了炎热和寒冷的天气测试。

尽管747 FTB是一个功能强大的平台，但它无法与猎鹰10X的0.925最大运行马赫数或51,000英尺的最大认证高度能力相媲美，这意味着只有公务机才能将Pearl 10X带到飞机性能的极限。

Zeller 承认存在局限性，但补充道：“我们配置了 FTB，以便我们可以在发动机设计的大部分范围内进行测试。此外，FTB 的发动机安装使我们能够在比常规 747-200 更高的高度进行测试。事实上，遄达 1000 测试发动机取代了 FTB 上的左舷内 RB211，因此配备了三台 RB211，一台遄达 1000 和一台珍珠 10X，用于后者的试验。Zeller 继续说道，“由于 Trent 1000 的额外动力，我们测试了高达 45,000 英尺的高度。我们也可以在较低的高度测试一些配置，所以虽然我们无法测试包络线的极端情况，但有一些角落是 Falcon 无法到达的。例如，它通常不会在一台发动机露出或用于重新照明测试的情况下飞行得更低，但 747 配置使我们能够在 2,500 英尺以下飞行。

在整个 Pearl 10X 计划中，新发动机完全作为测试件执行，飞机动力来自 RB211 和 Trent 1000。因此，驾驶舱机组人员控制主要推进装置，而实验甲板上的飞行测试工程师管理推力设置和其他 Pearl 10X 参数;最终，飞行员可以在极端情况下凌驾于他们的输入之上，出于飞行安全的原因控制测试引擎。

卓越精神

FTB 为国泰航空制造并于 1980 年 4 月交付，作为 747-267B 飞机，在 1998/99 年期间短暂存放，然后在 2000 年至 2004 年期间主要租给亚特兰大航空公司。该飞机在租借状态下归还，于 2005 年被罗尔斯·罗伊斯收购，并被命名为 Spirit of excellence。它在 2016 年获得了遄达 1000 试验的角色，并享受了繁忙的职业生涯，认证了每个遄达 1000 变体，参加了各种技术试验和演示，以及 Pearl 活动——Zeller 将其描述为“经验丰富的”。

美国公司 V2X 在图森运营和维护 747。“我们的专长在于作测试发动机的机组人员和上来开展活动和收集数据的专家，”Knight 说，“而飞机元件在很大程度上是外包的。随着其服务 45 周年的临近，Knight 承认，尽管 FTB 还剩下有用的飞行小时数，但备件的采购变得越来越困难。“我们的运行时间很长，而且有很多备用发动机，”Knight 笑着报告说。

FTB 经过数月的珍珠试验改装后出现，成为一架五引擎 747，左舷有两个不同类型的发动机，右舷有三个两种类型的发动机。如何对这架独特配置的 747 进行后续维护？Knight 回答说：“许多系统与标准商用飞机相同，因此许多维护程序都是相同的。但存在差异，在进行这些更改并定义我们需要做什么来维护它们时，我们与 L3 的专家签订了合同。遄达 1000 和珍珠装置都是 L3 进行的主要资本项目。

商用 747-200 在左舷内翼下方配备了一个很少使用的挂点，可以安装备用发动机用于渡轮。由于 Trent 已经在 FTB 的常规左内侧发动机挂架上，渡轮挂点被映射到右舷，用于 Pearl 安装。奈特将修改描述为需要相对较小的工程更改，没有对翼肋进行特殊的结构改变。

在谈到不匹配的发动机提供的推力以及它们截然不同的系统要求的潜在挑战时，Knight 解释说：“这架飞机有几个油箱，747 的基本设计特点是冗余。Pearl 发动机采用与 3 号发动机相同的燃料供应 - 右舷的内侧 RB211。飞机机舱控制和数据收集站的机组人员主要负责 Pearl，而一个团队（通常由两人组成）作为机组人员的一部分控制 Trent 1000。

当然，这架飞机经过了广泛的仪表测试，并记录了多个参数。机上屏幕在飞行前配置为根据当前测试点显示特定参数，但所有数据都被存储以供后续下载。Knight 表示，在 Pearl 试验期间没有遥测数据，Rolls-Royce 在 FTB 试验期间通常不使用遥测。Zeller 补充道：“我们很幸运能够搭载很多人。这意味着，如果需要对关键数据进行快速判断，是否达到了测试点，那么专家们将在飞行中，能够实时做出决策。

活动和测试点通常提前计划好，如果测试无法提供数据，747 宽敞的油箱可以重复测试点。然而，Knight 指出，“我们总是考虑人为因素，仔细考虑工作人员工作多少小时，因为任务需要集中注意力，我们追求最高质量，我们知道人们会感到疲劳。

作站位于飞机的主甲板上，通常为 10 到 15 名工程师的测试机组提供支持。

Knight 说：“'楼上'还留着一些旧的航空公司座位，但它们很少使用，因为我们往往不经常接载乘客。当飞机从图森出发时，座位可能会坐满，而其宽敞的货舱则需要一系列试航活动所必需的设备，如有必要，还可以携带备件和其他物品。

此类远程活动是提前很久就详细规划的，以确保了解测试点以及实现这些测试点所需的人员和资源。奈特说，包括签证和工作许可在内的海外部署要求增加了另一个重要的规划要素。他继续说道，“通常，像这样的活动大约需要两周时间，在此期间我们不太可能每天都坐飞机。

Pearl 的安装使公务机发动机能够在以前专门用于大型商用发动机的平台上进行测试。提到 Trent 1000，Knight 总结道：“我们已经在三个独立的活动中试用了 Trent 1000 的三种变体。安装很常见，发动机不同，但空气动力学线相同，因此后续程序取决于变化程度和需要哪些额外的测试点。

“困难的部分是改装飞机并将其集成到发动机中，Pearl 也是如此。”目前，遄达 1000 可能会继续存在，而 Spirit of Excellence 正在等待下一次活动。