Trwalsze stopy dla lotnictwa
Przeprowadzone w ramach europejskiego programu Czyste niebo badania potwierdziły techniczną możliwość konstruowania samolotów krótkiego i średniego zasięgu wyposażonych w silniki z odkrytym śmigłem przeciwbieżnym. Analizy projektowe wykazały, że silniki z odkrytym śmigłem są najlepszą opcją pod względem zużycia paliwa i emisji zanieczyszczeń. Następną przeszkodą do pokonania jest opracowanie nowych technologii i dopracowanie konstrukcji odkrytego śmigła jako ewentualnego następcy silnika turbowentylatorowego. Naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu ABAG (Power gear box (PGB) advanced planet bearings development) zaproponowali innowacyjny projekt przekładni planetarnej. Przekładnia planetarna jest wbudowana w odkryte śmigło i łączy wał zdawczy turbiny i wirniki wentylatora, umożliwiając pracę wirników turbiny i wentylatora z optymalną prędkością. Układ przekładni z odkrytym śmigłem musi być lekki, a przy tym wysoce niezawodny. Do tej pory silniki i ich główne komponenty, takie jak przekładnie, wykorzystywały tradycyjne łożyska z elementem tocznym ze stali. Zespół projektu ABAG zbadał nowe materiały, aby poprawić wytrzymałość powierzchniową i podpowierzchniową w strefach styku układów łożyskowych w ekstremalnych warunkach pracy silnika. Do szeroko zakrojonego programu badań i testów wybrano dwa materiały: Ferrium C61 — nową stal o dużej wytrzymałości — oraz M50NiL-DH. Te najnowocześniejsze materiały na łożyska lotnicze zostały poddane nawęglaniu gazowemu, hartowaniu próżniowemu, azotowaniu plazmowemu i gazowemu, po czym przeanalizowano ich właściwości końcowe. Testy wytrzymałości przeprowadzono w warunkach niskiej wartości lambda, podobnych do tych występujących w trakcie pracy odkrytego śmigła. Dalszym testom na łuszczenie się materiału poddano tylko M50Nil-DH, ponieważ wyniki testów wytrzymałości Ferrium C61 nie były zadowalające. Program testów przeprowadzonych w projekcie ABAG znacznie poprawił właściwości materiałów, optymalizując parametry procesów przygotowania powierzchni. Chociaż część technologii zostanie dopiero zweryfikowana w trakcie rozwoju silnika z odkrytym śmigłem, rzeczywisty potencjał kluczowych technologii został już potwierdzony.
Słowa kluczowe
Silnik samolotu, program Czyste niebo, silnik z odkrytym śmigłem przeciwbieżnym, przekładnia planetarna, łożyska, M50NiL-DH
