Wysokowydajne przekładniowe silniki turbowentylatorowe
Rynek lotniczy stopniowo odchodzi od konwencjonalnych silników turbowentylatorowych ku silnikom przekładniowym, które wykazują znacznie wyższą skuteczność w ograniczaniu zużycia paliwa. Konstrukcja układu transmisji mocy jest istotna dla zwiększenia gęstości mocy przy wysokich prędkościach roboczych i musi być odporna na wszelkie wariacje, zagrażające wydajności. W finansowanym ze środków unijnych projekcie OPTIMIZE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Design of experiments to optimize design solutions for a power reduction gearbox), naukowcy wdrożyli model metody eksperymentalnej do oceny efektu wariacji tolerancji wykonania na wydajność przekładni. Prace koncentrowały się na analizie oddziaływania całkowitego kumulatywnego odchylenia skoku, całkowitego odchylenia profilu, całkowitego odchylenia helisy i innych parametrów, obejmujących kąt przyporu, zdolność obciążeniową, stopień zużycia zębów i straty związane z hałasem. Naukowcy uzyskali cenne dane dotyczące wytrzymałości na zużycie, błędów transmisji i strat mocy, przeprowadzając testy na dwóch zbiorach przekładni, które różniły się geometrią. Pierwsza grupa obejmowała przekładnie z błędami minikrogeometrycznymi, powstałymi w procesie produkcji, natomiast druga zawierała przekładnie z optymalną geometrią. Stanowisko badawcze zostało wyposażone w czujniki siły, akcelerometry i kodery, jak również oprogramowanie do analizy sygnałów z różnych czujników. Prace doświadczalne uzupełniono symulacjami numerycznymi, przeprowadzonymi za pomocą narzędzi do oceny śladu współpracy zębów przekładni pod obciążeniem (LTCA). Dzięki zastosowanym narzędziom, możliwe było sporządzenie wykresu błędu transmisji i opracowanie wzoru łożyska z uwzględnieniem obciążenia i kąta nachylenia wału. Usprawnienia wydajności przekładni na ogół wynikają z nieustającego zapotrzebowania operatorów przekładniowych silników turbowentylatorowych. To, czego poszukują, to większa gęstość mocy w lekkiej i kompaktowej konstrukcji, z niskimi kosztami produkcji i użytkowania, niskimi emisjami hałasu i wyższym stopniem niezawodności. Narzędzia wypracowane w projekcie OPTIMIZE mogą pomóc w realizacji tego marzenia.
