Bardziej ekologiczne, tańsze i cichsze loty dzięki badaniom europejskiego MŚP
Zespół finansowanego przez Unię Europejską projektu ICTUS przeprowadził testy naziemne dostosowanej turbiny gazowej w ramach prac nad opracowaniem prototypu nowego silnika turbośmigłowego. „To pierwszy prototyp zrealizowany w ramach programu badawczego Czyste Niebo 2”, twierdzi koordynator projektu Romain Leneveu. Wykorzystywany dotychczas w śmigłowcach silnik Ardiden 3 Turboshaft został wyposażony w nowe śmigło z siedmioma łopatami oraz przekładnię, a także wlot powietrza i gondolę, dzięki którym został przekształcony w silnik turbośmigłowy, który może znaleźć zastosowanie w lotnictwie ogólnym. Firma VibraTec, działający w sektorze MŚP lider rynku w zakresie badań drgań oraz analiz mechanicznych, opracowała stanowisko testowe dla silników Tech Turboprop (Tech TP) przeznaczone do zamocowania silnika oraz gondoli na potrzeby testów naziemnych. W tym czasie badacze zajęli się opracowaniem szczegółowego modelu dynamicznego pozwalającego na przewidywanie statycznych i dynamicznych reakcji układu. „Konstrukcja o niskiej masie zmniejsza zużycie paliwa prototypu, natomiast optymalizacja przekazania mocy pozwala na zmniejszenie hałasu w kabinie przenoszonego przez konstrukcję statku powietrznego”, wyjaśnia Leneveu.
Mniejsze drgania
Po wyprodukowaniu stanowisko zostało wyposażone w tensometry i poddane reprezentatywnym obciążeniom osiowym i poprzecznym. Partnerzy skupieni wokół projektu monitorowali obciążenia silnika w warunkach operacyjnych, zwracając szczególną uwagę na zmniejszone drgania konstrukcji, co pozwoli na zapewnienie komfortu załodze i pasażerom. Naukowcy zastosowali w tym celu nowoczesne czujniki oparte na światłowodowej siatce Bragga, czyli światłowodowych tensometrach, które są odporne na trudne warunki, w szczególności zaś na pola elektromagnetyczne. Zespół zajął się również badaniem przepływu powietrza wokół silnika oraz pomiarem statycznych i dynamicznych obciążeń w ramach testów naziemnych. Badania statyczne silnika wiązały się również z przeprowadzeniem analizy termicznej opartej na obliczeniowej mechanice płynów, co pozwoliło na dostosowanie procesu kalibracji czujników – krok konieczny w celu zapewnienia dokładności monitorowania prototypu Tech TP. Leneveu tłumaczy: „Równolegle zastosowaliśmy odwrotną metodę w celu mierzenia obciążeń operacyjnych silnika Tech TP. Tego rodzaju pośrednie pomiary pozwoliły nam scharakteryzować siły statyczne i dynamiczne przenoszone przez silnik na punkty mocowania”.
Oszczędność paliwa
Opracowane urządzenia oraz zaawansowane metodologie testów stanowią prawdziwy przełom w zakresie eksploatacji stanowisk do testów statycznych, który otwiera nowe drogi do prognozowania zachowania silnika zamontowanego w samolocie zarówno przez producentów silników, jak i samolotów, zarazem zmniejszając koszty poprzez wyeliminowanie konieczności przeprowadzania lotów testowych. Takie podejście pozwala na bardziej kompleksowe zastosowanie stanowisk do testów statycznych i zwiększa konkurencyjność europejskiego przemysłu lotniczego. „Opracowanie nowego stanowiska stanowi początek nowego etapu prac nad prototypem silnika Tech TP oraz duży krok naprzód w działaniach na rzecz opracowania jednostek napędowych nowej generacji”, podsumowuje Leneveu. Prototyp Tech TP opracowywany w ramach programu „Czyste Niebo 2” toruje drogę do budowy w pełni europejskiego, zrównoważonego, oszczędnego i cichego silnika do użytku w lotnictwie ogólnym i w małych samolotach pasażerskich, przewożących do 19 pasażerów. Ponadto oszczędność paliwa przyczyni się do zmniejszenia kosztów ponoszonych przez operatorów, co zwiększy z kolei konkurencyjność lotnictwa w Europie.
Słowa kluczowe
ICTUS, silnik, prototyp, lotnictwo, stanowisko, turbośmigłowy, Czyste Niebo, drgania, światłowodowa siatka Bragga, obliczeniowa mechanika płynów
