Materiały piezoelektryczne zapewniające lepszą kontrolę nad silnikami lotniczymi
Europejski Zespół Ekspertów ds. Badań w Lotnictwie (ACARE) wyznaczył nowe wytyczne dotyczące redukcji śladu węglowego transportu lotniczego. Zastosowanie aktywnych układów sterowania może poprawić sprawność silników lotniczych, jednocześnie zmniejszając ilość emitowanych przez nie zanieczyszczeń. Celem finansowanego ze środków UE projektu AEROPZT (Development of materials, processes, and means to enable the application of piezoelectric materials in aero engine controls) było umożliwienie precyzyjnej kontroli strumieni płynów w procesie spalania. Dodatkowe aktywne układy sterowania pomogą zminimalizować niestabilność spalania mieszanek ubogich. Jak dotąd, możliwość sterowania i manipulowania przepływem płynów była mocno ograniczona przez parametry istniejących siłowników elektromechanicznych i hydraulicznych. Do ograniczeń tych zalicza się m.in. reakcję na zmianę częstotliwości, żywotność przy pracy cyklicznej oraz trwałość w trudnych warunkach. Partnerzy projektu AEROPZT zdecydowali się użyć ceramicznych materiałów piezoelektrycznych, których właściwości pozwalają przezwyciężyć te problemy. Opracowane piezoelektryczne elementy ceramiczne mogą pracować w szerokim zakresie temperatur (od -40°C do 180°C), nie nagrzewając się przy tym do temperatury Curie. Nowa konstrukcja obudowy ochronnej i siłowników zapewnia niezawodną pracę elementów piezoelektrycznych w obecności ciekłego paliwa. Co ważne, nowe siłowniki piezoelektryczne wywierają siłę wymaganą przez zawory układu stopniowania paliwa. Opracowane w ramach projektu AEROPZT technologie aktywnej kontroli z pewnością znajdą zastosowanie w wielu systemach. Nie tylko pozwolą spełnić wymagania koncepcji SAGE, części inicjatywy Czyste Niebo, ale również przyczynią się do usprawnienia kontroli przepływu powietrza podczas sterowania warstwą przyścienną i zapewnią bezpieczną pracę sprężarek gazowych.
Słowa kluczowe
Materiały piezoelektryczne, silnik lotniczy, aktywna kontrola, AEROPZT, siłowniki
