Rolls-Royce WR-21 - Rolls-Royce WR-21
Le Rolls-Royce WR-21 est un moteur marin à turbine à gaz , conçu en vue d'alimenter les derniers combattants de surface navals des pays partenaires.
Histoire
Développé grâce à un financement gouvernemental du Royaume-Uni, de la France et des États-Unis, le WR-21 a été conçu et fabriqué par un consortium international dirigé par Northrop Grumman en tant que maître d'œuvre. La turbine elle-même a été conçue principalement par Rolls-Royce avec une importante contribution d'ingénierie marine et d'installations d'essai de DCN , Northrop Grumman étant responsable du refroidisseur intermédiaire , du récupérateur et de l' intégration du système .
Le développement du WR-21 s'appuie fortement sur la technologie des familles de turbines à gaz à succès Rolls-Royce RB211 et Trent .
La conception et le développement originaux du WR-21 ont été réalisés par Westinghouse Electric Corporation (plus tard Northrop Grumman Marine Systems) dans le cadre d'un contrat de l' US Navy passé en décembre 1991. Plus tard, la Royal Navy et la marine française se sont intéressées au WR-21, conduisant à l'implication de Rolls-Royce et DCN.
Le WR-21 est le système de propulsion des destroyers Type 45 de la Royal Navy .
Conception
La WR-21 est la première turbine à gaz aérodérivée à intégrer des technologies de refroidisseur intermédiaire de compresseur de gaz et de système de récupération de chaleur d'échappement qui offrent une faible consommation spécifique de carburant sur toute la plage de fonctionnement du moteur. Il offre une réduction de la consommation de carburant de 30 % sur le profil d'exploitation typique d'un navire.
- Le refroidisseur intermédiaire refroidit l'air entrant dans le compresseur haute pression, réduisant ainsi la quantité d'énergie nécessaire pour comprimer l'air.
- Le récupérateur préchauffe l'air de combustion en récupérant la chaleur résiduelle des gaz d'échappement, améliorant ainsi l' efficacité du cycle et réduisant la consommation de carburant.
Caractéristiques
- Puissance nominale : 25,2 MW
- Consommation spécifique de carburant : environ 190 g/kWh (53 g/MJ)
- Poids humide du module principal : 45 974 kg
- Générateur de gaz à double tiroir et turbine de puissance à rotation libre
- Bobine basse pression (BP) avec compresseur à six étages et turbine à un étage à 6 200 tr/min (103 Hz)
- Bobine haute pression (HP) avec compresseur à six étages et turbine à un étage à 8 100 tr/min (135 Hz)
- Turbine à puissance libre à cinq étages 3 600 tr/min (60 Hz)
- Intercooler entre les compresseurs BP et HP
- Neuf chambres de combustion radiales
- Récupérateur de chaleur d'échappement vers l'air d'admission de la chambre de combustion
Les problèmes opérationnels
En 2009, il a été découvert que le refroidisseur intermédiaire Northrop Grumman installé dans le WR-21, sur les destroyers de type 45, présentait un défaut de conception majeur, ne fonctionnant pas à des températures d'eau supérieures à 30 ° C. Le refroidisseur intermédiaire du premier destroyer de type 45, le HMS Daring , est tombé en panne au milieu de l'Atlantique en 2010 et a dû être réparé au Canada, avec d'autres réparations pour défaillance du refroidisseur intermédiaire en 2012 à Bahreïn. Le système pionnier de propulsion électrique intégrée (IEP) du Type 45 utilise deux WR-21 et deux générateurs diesel Wartsila de 2 MW pour tout alimenter à bord, y compris les systèmes d'armes en plus de la propulsion et d'autres fonctions, laissant les navires vulnérables à une « panne électrique totale ". Le ministère de la Défense a déclaré : « Le Type 45 a été conçu pour des opérations dans le monde entier, des environnements subarctiques aux environnements tropicaux extrêmes, et continue de fonctionner efficacement dans le Golfe et l'Atlantique Sud toute l'année.
Les moteurs WR-21 devront être complétés par un ou deux générateurs diesel supplémentaires, montés par découpe ouverte de la coque en cale sèche .
L'ancien premier amiral de Sea Lord Philip Jones a précisé que "les turbines à gaz WR-21 ont été conçues dans des conditions météorologiques extrêmement chaudes pour ce que nous appelons" dégrader gracieusement "leurs performances, jusqu'à ce que vous arriviez au point où elles dépassent la température à laquelle elles le feraient. fonctionner... nous avons constaté que la résilience des générateurs diesel et du WR-21 dans le navire pour le moment ne se dégradait pas gracieusement ; elle se dégradait de manière catastrophique, c'est donc ce que nous avons dû résoudre. » L'amiral a toujours soutenu que malgré les problèmes, la Royal Navy a été en mesure de déployer des destroyers de type 45 dans des cycles de neuf mois dans la région du Golfe où les températures sont élevées avec peu de défauts. La Royal Navy a également été en mesure de maintenir au moins deux Type 45 en état de préparation opérationnelle.
Les références
Liens externes
- Page Rolls-Royce WR-21 Marine turbine à gaz (archivé 2013-11-08)
- Commandant Colin R English (novembre 2003). Le moteur à turbine à gaz récupéré à refroidissement intermédiaire WR-21 - Intégration dans les futurs navires de guerre (PDF) . Actes du Congrès international des turbines à gaz 2003 Tokyo.