Zoptymalizowana konstrukcja silników dla samolotów przyszłości
Wytwarzanie produktów w technologii odlewu precyzyjnego o wysokiej dokładności wymiarowo-kształtowej znacząco skraca czas obróbki i koszty produkcji. Nie jest to łatwe zadanie w przypadku dużych i złożonych komponentów o rygorystycznych parametrach wymaganych przez przemysł lotniczy. Technologia otwartego śmigła przeciwbieżnego (CROR, Counter-Rotating Open Rotor) to jedna z wielu koncepcji realizowanych przez UE z myślą o zwiększeniu ekologiczności transportu lotniczego. Uczestnicy projektu R-NOZZLE (Rotating nozzle) zdecydowali się podjąć to wyzwanie, skupiając się na opracowaniu rotacyjnej dyszy wydechowej do silników CROR I zaprojektowali wszystkie niezbędne elementy rotacyjne. Ich celem było znalezienie właściwej konstrukcji zdolnej wytrzymać obciążenia funkcjonalne i niszczące, a jednocześnie pozwalającej kierować główny strumień powietrza ze spalania oraz pomocniczy strumień powietrza wentylacyjnego poza silnik. Przeprowadzili też obszerne analizy dynamiki, zmęczenia, montażu i produkcji, jak również szczegółowe studia przypadków obciążenia oraz weryfikację planów zapewniania jakości poszczególnych części. Badania i prace rozwojowe nad materiałami i konstrukcją elementów dysz obejmowały dobór materiałów, próby produkcyjne oraz specyfikację właściwości. Aby zapewnić jakość materiału, procesu oraz wszystkich etapów produkcji, elementy dysz poddano wielu testom fabrycznym. Materiały i konstrukcje zostały zoptymalizowane na podstawie modelowania. Zespół R-NOZZLE zoptymalizował też komponenty pod kątem działania w zintegrowanym silniku, dzięki czemu udało się spełnić wymagania dotyczące sprawności funkcjonalnej i dynamicznej przy określonych częstotliwościach wzbudzania, zakresu temperatur roboczych oraz wytrzymałości konstrukcyjnej przy obciążeniach statycznych i zmęczeniowych. Po sprawdzeniu poprawności konstrukcji zespół R-NOZZLE wyprodukował dyszę i dostarczył wszystkie elementy. Niezbędne do stworzenia modelu demonstracyjnego silnika CROR. Wyniki projektu powinny otworzyć drogę do opłacalnej i ekologicznej produkcji dużych, rotacyjnych komponentów silnika lotniczego.
Słowa kluczowe
Konstrukcja silników lotniczych, odkryte śmigło przeciwbieżne, CROR, R-NOZZLE, dysza rotacyjna