Zwiększone bezpieczeństwo samolotów w przypadku usterki układu smarowania
Wyobraź sobie, że jesteś na pokładzie samolotu i oglądasz widoki za oknem. Nagle jeden z silników przestaje działać. Myślisz, że to powód do paniki? W rzeczywistości zależy to bezpośrednio od niezawodności łożysk ślizgowych, w które został wyposażony silnik samolotu. W przypadku ich zatarcia, które spowoduje zatrzymanie wentylatora, rezultatem będzie olbrzymi opór powietrza po jednej stronie samolotu i poważne ryzyko katastrofy lotniczej. Z tego powodu głównym celem projektu AOrbit jest dołożenie wszelkich starań, aby nie dochodziło do takich sytuacji. Mówiąc dokładniej, zespół kierowany przez prof. Seamusa Garveya, wykładowcy dynamiki na Uniwersytecie w Nottingham oraz dyrektora centrum badawczego Gas Turbine and Transmissions Research Centre przy Rolls-Royce University Technology Centre, postawił sobie za cel opracowanie łożysk ślizgowych charakteryzujących się doskonałą trwałością powierzchni przy dużych obciążeniach. Opracowanie takiej technologii umożliwiłoby łożyskom ślizgowym pracę przez dodatkowe kilka godzin, nawet w przypadku całkowitej awarii układu smarowania. „Kilka godzin jest w tym przypadku niezwykle ważne, ponieważ jest to czas, który pozwoli pilotom na bezpieczny powrót na ziemię po wykryciu usterki”, wyjaśnia prof. Garvey. Aby zrealizować to zadanie, zespół musiał w pierwszej kolejności stawić czoła największemu wyzwaniu, jakim było opracowanie urządzenia do testowania łożysk ślizgowych. „Nie musieliśmy zajmować się opracowywaniem samych powłok, naszym zadaniem było przede wszystkim opracowanie urządzenia testującego, które byłoby dostosowane do ich różnorodnych rodzajów. W tym celu skorzystaliśmy z usług wielu zewnętrznych projektantów i konstruktorów, którzy wsparli nasz zespół w procesie opracowywania urządzenia. Jednocześnie dołożyliśmy wszelkich starań, aby zdecentralizowana odpowiedzialność za realizację zadań nie oznaczała braku odpowiedzialności za sprawdzenie ich rezultatów. Same prace inżynieryjne są stosunkowo proste, jednak wyjątkowo pracochłonne”, twierdzi prof. Garvey. Zespół jest obecnie nadal na etapie uruchamiania urządzenia w związku z kilkoma opóźnieniami w realizacji projektu, jednak już w tej fazie badaczom udało się uzyskać wiele wiedzy na temat jego konfiguracji. Plany, których realizacja nastąpi po pełnym uruchomieniu urządzenia, obejmują rozpoczęcie porównań różnorodnych rodzajów powłok powierzchni łożysk, aby w ten sposób wspierać rozwój odpowiednich systemów łożyskowych. Cel jest jasny – umożliwienie wytwarzania wysokowydajnych, niezawodnych i lekkich przekładni redukcyjnych, co pozwoli na realizację koncepcji dwuprzepływowych silników turboodrzutowych przyszłości o dużym stosunku dwuprzepływowości. Rozwiązanie problemu „kilku godzin trwałości” jest kluczową kwestią w branży silników lotniczych wykorzystujących przekładnię w celu przekształcania prędkości obrotowej pędnika. „Tym sposobem nasz projekt jest niezwykle ważny zarówno dla branży silników turboodrzutowych wykorzystujących przekładnię, przekładniowych silników śmigłowych oraz silników dwuprzepływowych o dużym stosunku dwuprzepływowości, jednak to jeszcze nie wszystko. Urządzenie opracowane w ramach projektu znajdzie także zastosowanie w przypadku wielu silników elektrycznych”, dodaje prof. Garvey. W branży silników elektrycznych stosowane są dwie główne koncepcje, jedną z nich jest bezpośrednie przełożenie napędu, a drugim wykorzystanie przekładni. Druga spośród tych koncepcji, polegająca zresztą w dużym stopniu na łożyskach ślizgowych pracujących pod dużym obciążeniem, które sprawiają, że poszczególne koła zębate przekładni planetarnej są w stanie obracać się względem swoich osi, bardzo szybko zyskuje popularność na rynku. Badania naukowe przeprowadzone w ramach projektu AOrbit mają odegrać kluczową rolę w odniesieniu przez nią sukcesu rynkowego. Pomimo tego, że projekt nadal znajduje się na wczesnym etapie realizacji, zespół już teraz planuje budowę jeszcze bardziej wszechstronnego urządzenia do testowania łożysk. Nowe urządzenie będzie wykorzystywane do oceny trwałości i sztywności dynamicznej łożysk pod różnymi obciążeniami.
Słowa kluczowe
AOrbit, łożyska ślizgowe, smar, awaria silnika, urządzenie testowe, samolot
