Materiali piezoelettrici per il controllo dei motori aeronautici
Il Consiglio consultivo per la ricerca e l’innovazione aeronautica in Europa (ACARE) ha fissato le linee guida per la riduzione dell’impronta ambientale del trasporto aereo. L’introduzione della tecnologia di controllo attivo rappresenta un potenziale metodo per migliorare le prestazioni dei motori aeronautici, riducendo così le emissioni inquinanti. Il progetto AEROPZT (Development of materials, processes, and means to enable the application of piezoelectric materials in aero engine controls), finanziato dall’UE, è nato con l’obiettivo di ottenere un controllo preciso delle correnti di fluido che consentono i processi di combustione. Ulteriori elementi di controllo attivo potrebbero gestire le instabilità della combustione magra. Ad oggi, la capacità di gestire e manipolare il flusso dei fluidi è limitata dalle caratteristiche degli attuatori elettromeccanici e idraulici esistenti. Queste limitazioni includono risposta al cambiamento di frequenza, durata ciclica e resistenza in condizioni operative difficili. I partner del progetto AEROPZT hanno studiato i materiali ceramici piezoelettrici, i quali vantano il potenziale di superare tali limitazioni. Sono state sviluppate ceramiche piezoelettriche in grado di operare su un ampio intervallo di temperature (da -40 °C a 180 °C), mantenendo un margine sufficiente dalla temperatura di Curie. Inoltre, sono stati introdotti nuovi sistemi di incapsulamento protettivo e design di attuatori per assicurare che gli elementi piezoelettrici funzionino in modo affidabile in un ambiente bagnato da combustibile. È importante sottolineare che il team di ricercatori ha progettato attuatori piezoelettrici in grado di produrre la forza necessaria per una valvola di ricombustione. Le tecnologie per il controllo attivo sviluppate all’interno del progetto AEROPZT dovrebbero portare a una vasta gamma di applicazioni. Oltre ai requisiti delle iniziative Clean Sky SAGE, i risultati contribuiranno alla manipolazione del flusso dell’aria per il controllo dello strato limite e per garantire la sicurezza dei sistemi di compressione del gas.
Parole chiave
Materiali piezoelettrici, motori aeronautici, controllo attivo, AEROPZT, dispositivi di attuazione
