Skip to main content

Morphing Enabling Technologies for Propulsion System Nacelles

Article Category

Article available in the folowing languages:

Technologia zmiany kształtu do gondoli silników lotniczych

Naukowcy korzystający ze wsparcia środków UE opracowali koncepcję adaptacyjnej gondoli, przystosowanej do systemów napędowych nowej generacji, która powinna zwiększyć wydajność silników turbowentylatorowych oraz przyczynić się do zmniejszenia oddziaływania lotnictwa na środowisko.

Transport i mobilność

Rada Doradcza ds. Badań nad Aeronautyką w Europie (ACARE) wyznaczyła ambitne cele dotyczące znaczącej redukcji emisji dwutlenku węgla i ograniczenia hałasu, a także poprawy wydajności i ekonomii lotnictwa. Ponieważ dotychczas stosowane technologie mają liczne ograniczenia, badane są nowe rozwiązania. Czerpiąca inspirację z natury technologia elementów aerodynamicznych zmieniających kształt zależnie od warunków panujących podczas lotu może przyczynić się do realizacji tych założeń. Jednym z elementów samolotu w bardzo wysokim stopniu ulegającym wpływowi warunków lotu jest wlot gondoli silnika turbowentylatorowego. Przez wlot przepływa jednorodny strumień powietrza, przekazywany do komory spalania. Celem finansowanego ze środków UE projektu MORPHELLE (Morphing enabling technologies for propulsion system nacelles) było zbadanie nowych technologii zmiany kształtu wlotów gondoli silnika. Jednym z głównych problemów badanych w projekcie było uzyskanie opływowego kształtu w oparciu o materiały elastyczne, które są odporne na obciążenia aerodynamiczne. Wzmocnienie materiałów, z których wykonane są gondole, sprawia, że są one sztywne i nie poddają się obciążeniom aerodynamicznym, a dodatkowo pozwalają na zmianę ich kształtu. Obiecującym materiałem do budowy krawędzi wlotu jest elastomer wzmocniony siatką metalową, która jest sztywna, a jednocześnie pozwala na znaczne odkształcanie pod wpływem naprężeń ścinających. Konstrukcja podtrzymująca gondolę składa się ze wzmocnionych włóknem rur pod ciśnieniem oraz odkształcalnego auksetycznego rdzenia. Duży nacisk położono na dostosowanie kształtu gondoli do różnych warunków lotu w celu poprawy jej parametrów aerodynamicznych. Jednym z głównych celów projektu było określenie wymagań dotyczących technologii adaptacji i zmiany kształtu w różnych warunkach lotu. Naukowcy poświęcili dużo pracy, aby zbadać optymalną konstrukcję wlotu gondoli pod kątem lotu na dużych i małych wysokościach. Wyniki symulacji wykorzystano w ocenie samolotu. Dodatkowo posłużono się masą gondoli, jej oporem aerodynamicznym oraz swoistym dla ciągu zużyciem paliwa silnika lotniczego. Przy pomocy tych danych stworzono model samolotu i porównano go z dwiema maszynami referencyjnymi. Adaptacyjna gondola opracowana w projekcie MORPHELLE przyczynia się do poprawy parametrów i oporu aerodynamicznego gondoli oraz zużycia paliwa w porównaniu z gondolami o innej geometrii. Co ważne, zbudowano prototyp tego mechanizmu zmiany kształtu.

Słowa kluczowe

Silnik lotniczy, gondole, systemy napędowe, MORPHELLE, mechanizm zmiany kształtu

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania