Bezprzewodowe monitorowanie wału silnika lotniczego
Z myślą o promocji swojej oferty producenci silników lotniczych coraz częściej prezentują podejście oparte na usługach, gwarantując klientom bezpieczeństwo pracy silnika po dokonaniu zakupu i wykorzystując techniki konserwacji zależnej od stanu technicznego. W związku z tym producenci przejmują odpowiedzialność za kontrolę stanu technicznego, wdrażając systemy monitorowania stanu w obrębie każdej jednostki wykorzystującej analizę zbiorów big data. Celem finansowanego ze środków unijnych projektu TSA (Telemharsh - Telemetric system acquisition in harsh environment) było opracowanie innowacyjnego rozwiązania telemetrycznego do pomiaru obciążenia silnika. Naukowcy wprowadzili nowy, bezprzewodowy system służący do pomiaru i transmisji danych dotyczących naprężeń i temperatury w obrębie wałów silnika. Bezprzewodowy pierścień ślizgowy będący w stanie dostarczyć ponad 5 W mocy do obracających się podzespołów statku powietrznego został połączony z radiowym łączem komunikacyjnym o przepustowości 10 Mb/s oraz zminiaturyzowaną jednostką przetwarzania sygnałów multipleksującą sygnały wejściowe z wielu kanałów. Urządzenie to zostało zaprojektowane nie tylko, aby wyeliminować konieczność stosowania wysokoenergetycznych kondensatorów magazynujących, lecz także by umożliwić transmisję zgromadzonych danych z obracającego się podzespołu do bramy statycznej. Elektronikę rozdzielono pomiędzy trzema niewielkimi płytkami elektronicznymi służącymi kondycjonowaniu energii, pozyskiwaniu, przetwarzaniu i transmisji danych oraz kondycjonowaniu czujników. Dużym wyzwaniem dla konstruktorów okazało się narzucone przez ruch obrotowy wału wysokie przyspieszenie oddziałujące również na układ elektroniczny. W celu rozwiązania tego problemu ograniczono masę zastosowanych komponentów. Zespół badawczy biorący udział w projekcie TSA wykorzystał specjalne stanowisko testowe zaprojektowane z myślą o prowadzeniu eksperymentów w warunkach wysokiego przyspieszenia i wysokiej temperatury, aby zoptymalizować nowy system telemetryczny. Obracające się z prędkością do 50 000 obrotów na minutę stanowisko można podłączyć do komory termicznej, która jest w stanie rozgrzać aparaturę badawczą do 200ºC. Po zakończeniu projektu TSA planowane są dalsze testy i analizy wydajności. Prace badawczo-rozwojowe wykonane w ramach projektu pozwoliły na opracowanie systemu telemetrycznego opartego na bezprzewodowym pierścieniu ślizgowym, którego potencjał może zwiększyć konkurencyjność unijnego przemysłu lotniczego. Technologia ta pozwoli udoskonalić proces konserwacji zależnej od stanu technicznego, gromadząc dane systemowe w ekstremalnych środowiskach pracy nie tylko w lotnictwie, lecz także w innych branżach, takich jak loty kosmiczne i produkcja energii jądrowej.
Słowa kluczowe
Wał silnika lotniczego, telemetria, konserwacja prewencyjna, TSA, jednostka przetwarzania sygnałów, konserwacja zależna od stanu technicznego
