פראט אנד ויטני PW4000
| יש לערוך ערך זה. הסיבה היא: נדרשים ניסוח וסגנון. | |
PW4000 הוא מנוע מניפה סילוני תעופתי, תוצרת חברת פראט אנד ויטני אשר תוכנן (גרסת מניפה בקוטר 94 אינץ') לספק דחף של 52,000-62,000 ליברות. המנוע פותח באמצע שנות ה-80, כיום (נכון לשנת 2011) נמצא בשרות עולם התעופה וסביר להניח שימשיך עוד שנים רבות במטוסי הנוסעים בעלי גוף רחב כגון בואינג 747, בואינג 767, MD11, איירבס A300 ואיירבס A310.[1]
רקע עריכה
המנוע PW4000 של חברת פראט אנד וויטני נולד לפני יותר מ-20 שנה והיווה ציון דרך ועלית מדרגה בעולם התעופה. המנוע תוכנן לשמש כמחליף למשפחת מנועי JT9 ששמשו את המטוסים רחבי הגוף של אותה תקופה: בואינג 747, MD-11 ו-A300.
פיתוח המנוע נועד להשיג שתי מטרות: תוספת דחף באמצעות שיפורים במבנה המנוע, שימוש במתכות מתקדמות והרכבת חלקים בצורה מדויקת.
הפתרון לייצור מנוע חסכוני מבלי לפגוע בביצועי המנוע נמצא במחשוב בקרת המנוע. במנועים שהיו קיימים באותה תקופה, בקרת המנוע, כלומר חישוב כמות הדלק שצריכה להישרף בכל רגע נתון הייתה באמצעות מנגנון מכני. בנוסף הפקודות להפעלת המנוע מתא הטייס הגיעו אל ווסת הדלק במנוע על ידי מערכת כבלים.
החידוש שבמחשב המנוע עריכה
ווסת הדלק הוחלף במחשב שיודע בכל רגע נתון באיזו סביבה המטוס טס ומה דרישות מערכת בקרת הטיסה. הפקודות מתא הטייס מועברות למנוע בצורה חשמלית (חיסכון במשקל). המחשב מקבל את הנתונים השונים ומחליט איזה כוח דחף המנוע יפתח וכיצד יופעלו מערכותיו השונות. כדי לשמור על בטיחות הטיסה המחשב שמפקח על המנוע בנוי משני ערוצים בעלי יכולת עצמאית לשלוט בכל הפעולות הנדרשות מהמחשב זאת לטובת יתירות למקרה של הופעת כשל באחד מערוצי הבקרה. לשיטה זו של בקרת מנוע ניתן שם FADEC ראשי התיבות של Full Authority Digital Engine Control.
המעבר לבקרה ממוחשבת תרם לחישוב וביצוע מדויק של כמות הדלק הנשרפת בתא הבעירה. ניתן לנצל בצורה מיטבית את יכולות מדחס המנוע מבלי שייווצרו תקלות בזרימת האוויר במנוע (תופעת הנחשול SURGE) ואם ישנה סכנה של התפתחות נחשול המחשב יזהה זאת ויבצע פעולות מקדימות שימנעו תקלות בפעולה. בנוסף, מחשב מנוע PW4000 מפקח על פעולות של תת-מערכות נוספות מעבר לפיקוח על הדלק. המחשב מסדיר את אופן זרימת האוויר לאורך מדחס המנוע ומונע בזבוזים מיותרים כמו במנועים נטולי מחשב. שמירה על כמות האוויר מדויקת במדחס מועילה לנצילות וחיסכון בדלק. במנוע PW4000 הטילו על המחשב גם את מטלת השמירה על טמפרטורת שמן המנוע והדלק. כיוון שבקרת בטמפרטורת השמן והדלק מבוססת על קירור אוויר יכול המחשב באמצעות וסת לשמור על טמפרטורה אופטימלית אשר משפרת את ביצועי המנוע. הישג נוסף המתקבל כתוצאה מבקרה זו, הוא הקטנה משמעותית של פליטת החומרים המזהמים ביחס ל JT9.
גם החברות המתחרות, GE עם המנוע CF6-80 וחברת RR עם ה- RB211-524, עברו לבקרה ממוחשבת. את החיסכון שהושג בצריכת דלק אפשר לראות בדוגמה הבאה: מטוס B747-300 צורך בערך בכל שעת טיסת שיוט כ 10 טון דלק (4 מנועים JT9) ואילו B747-400 עם 4 מנועי PW4000 צורך כ 9.5 טון דלק לכל שעה של טיסת שיוט. ניתן לומר שכל המנועים בעולם התעופה, האזרחי והצבאי, פועלים עם בקרה ממוחשבת, היעילה והבטוחה.
מנוע ה- PW4000 לא הצליח כמצופה מבחינה מסחרית. ה- CF6-80 דחק את רגליו מכיוון של PW4000 היו הרבה מחלות ילדות וליקויים הקשורים לתכנון מבנה המנוע אשר גרמו אף לכיבוי מנוע באוויר. כתוצאה מכך הרבה מפעילים בחרו במתחרה. במשך הזמן בוצעו שיפורים למבנה המנוע וגם עדכונים למערכת הממוחשבת. היום המנוע נחשב לאמין מאוד. המנוע מאפשר מעל 20,000 שעות טיסה לפני שיש צורך לשלוח אותו לשיפוץ.
