Kontrola drgań w skrajnych temperaturach
Niewystarczająca kontrola propagacji drgań jest przyczyną wielu poważnych uszkodzeń i może doprowadzić nawet do zniszczenia samolotu. Celem projektu Z DAMPER(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Z-coupled full system for attenuation of vibrations) było opracowanie narzędzi do kontroli drgań generowanych przez otwarty wirnik przeciwbieżny. Najprostszym rozwiązaniem jest użycie bardziej elastycznych połączeń między wirnikiem a korpusem samolotu. Niestety połączenia takie mogą być stosowane wyłącznie w umiarkowanych temperaturach i przy względnie wysokiej częstotliwości wzbudzania. Ponadto połączenia te znacznie zwiększają masę samolotu. Inżynierowie zaangażowani w projekt Z DAMPER stworzyli więc prototypowe urządzenie o odpowiednio dopasowanej impedancji mechanicznej, umożliwiające skuteczną kontrolę drgań zarówno w zakresie niskich, jak i wysokich częstotliwości. Jeszcze nigdy dotąd sprzężenie dławikowe nie było wykorzystywane do tłumienia drgań. W skrócie, urządzenie składa się z trzech elementów: „wolnego stopnia” zamocowanego do drgającego wirnika, stojana zamontowanego na kadłubie i wewnętrznego „szybkiego stopnia”. Bezstykowa liniowa przekładnia magnetyczna gwarantuje właściwe dopasowanie impedancji mechanicznej stopni szybkiego i wolnego. Stopień szybki może wirować do 10 razy szybciej niż stopień wolny. Z drugiej strony, siła oddziałująca na stopień wolny może być nawet 10 razy większa niż siła oddziałująca na stopień szybki. Taka konfiguracja pozwala izolować drgania zewnętrzne i przekształcać je wewnętrznie na drgania o dużej prędkości, które następnie są tłumione. W porównaniu z istniejącymi systemami tłumienia drgań, technologia Z DAMPER ma wiele zalet. Brak styku między elementami ruchomymi redukuje zużycie, dzięki czemu układ nie wymaga smarowania. Urządzenie niemal nie wymaga konserwacji, a jego okres eksploatacji znacznie przekracza okres użytkowania podobnych urządzeń mechanicznych. To pierwsze rozwiązanie do tłumienia drgań, które nawet w skrajnych temperaturach – jak 250ºC czy -200ºC – doskonale wytrzymuje oddziaływanie dużych sił dynamicznych. Ponadto technologia ta może być wykorzystywana również do poprawy sprawności innych systemów tłumiących, np. tłumików wiroprądowych.
Słowa kluczowe
Tłumienie drgań, otwarty wirnik przeciwbieżny, Z DAMPER, impedancja mechaniczna, przekładnia magnetyczna