Nowe siłowniki elektryczne do maszyn lotniczych
Nowatorskie konstrukcje siłowników przekazujących sygnały sterowania helikopterem na łopaty wirnika głównego mogłyby poprawić osiągi przy wysokich temperaturach, zmniejszając jednocześnie ciężar i poziom emisji. Bezpieczniejszy transport lotniczy z mniejszymi nakładami na konserwację i niższym zużyciem paliwa zwiększyłby konkurencyjność europejskiego przemysłu lotniczego. Naukowcy korzystający z dofinansowania UE w ramach projektu HPEM (Development of key technology components for high performance electric motors) wykorzystali nowe technologie silników z magnesem trwałym i czujników położenia. Siłowniki elektryczne wybrano jako integralne elementy układu elektromechanicznego kontrolującego tarczę sterującą wirnika głównego wiropłatu średniej wielkości. Chodziło o to, aby tworzone systemy miały dużą gęstość mocy i większą odporność na awarie. Uczeni wybrali stop krzemu, kobaltu i żelaza, przeznaczony do zastosowania w obwodach magnetycznych silników, zapewniający wysoką magnetyzację nasycenia i zmniejszone straty. Przy pomocy technik elementów skończonych do modelowania różnych konfiguracji silników wykazano, że silniki namagnesowane obwodowo mają lepsze właściwości cieplne. Podczas weryfikacji konstrukcji zespół wybrał materiały do izolacji silnika, odporne na wysokie temperatury (do 200°C). Uczeni wykorzystali komponenty na bazie miki, uzwojenie pokryte poliamidem aromatycznym, wzmocniony miką materiał Nomex do izolacji gniazda oraz stop samaru i kobaltu do magnesów trwałych. Technologię obrotowego czujnika położenia (przelicznika) wybrano ze względu na jego odporność na wstrząsy termiczne w różnych warunkach pracy. Optymalne konfiguracje uzwojenia i metody ich segmentacji oceniono pod względem właściwości elektromagnetycznych, tolerancji na błędy i parametrów termicznych. Jednowarstwowe konfiguracje uzwojenia okazały się najbardziej optymalne ze względu na właściwości termiczne. Technologia siłowników elektrycznych HPEM do sterowania łopatami wirnika helikoptera wpisuje się w realizację szerszych założeń UE w zakresie bardziej elektrycznego, niezawodnego i ekologicznego transportu powietrznego. Zintegrowanie elektrycznych czujników prędkości i pozycji powinno zwiększyć przy tym możliwości monitorowania i diagnozowania silników. Badacze na bieżąco informowali o prowadzonych pracach przedstawicieli przemysłu, organy certyfikacyjne, krajowych ustawodawców, uczelnie i obywateli UE.
