Nowy układ paliwowy wyznacza przyszły kierunek rozwoju konstrukcji śmigłowców
Producenci statków powietrznych nieustannie poszukują sposobów na zwiększenie efektywności eksploatacyjnej bez pogorszenia bezpieczeństwa. Na przykład nowe ulepszenia w układach paliwowych mogą mieć kluczowe znaczenie dla utrzymania wiodącej pozycji Europy w budowie śmigłowców nowej generacji. Aby tego dokonać, w ramach finansowanego przez UE projektu STRONGRCRAFT opracowano nowy układ paliwowy, który może przyczynić się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla, a także do zwiększenia bezpieczeństwa i konkurencyjności przemysłu w Europie. „Być może układy paliwowe nie są najbardziej widocznym elementem śmigłowca, jednak są one niezwykle ważne”, mówi koordynator projektu Stephane Goujon z francuskiej firmy Safran Aerosystems. „Nie są one tylko pasywnym elementem statku powietrznego – rozkład ciężaru paliwa musi być stale kalibrowany, aby utrzymać środek ciężkości śmigłowca”.
Modernizacja zbiornika paliwa
Zespół STRONGRCRAFT rozpoczął od zidentyfikowania kluczowych elementów układu paliwowego śmigłowca, które mogłyby zostać przeprojektowane i udoskonalone. Obejmowały one zbiornik paliwa, systemy wentylacyjne do odprowadzania powietrza przed tankowaniem oraz sposoby redystrybucji paliwa podczas lotu. Zbadano również systemy pomiarowe przeznaczone do ciągłego monitorowania poziomu paliwa oraz sposoby możliwie najszybszego i najbardziej wydajnego tankowania. „Zaprojektowaliśmy siedem elastycznych zbiorników paliwowych, które znajdują się w dolnej części śmigłowca”, mówi Goujon. „Są one podzielone na dwie różne grupy, zasilające dwa silniki statku powietrznego”. Te zbiorniki o pojemności 2 000 litrów zostały specjalnie zaprojektowane w taki sposób, aby zapobiec wyciekom paliwa. Było to możliwe dzięki innowacyjnej lekkiej tkaninie powlekającej. Zwiększa ona bezpieczeństwo w przypadku twardego lądowania lub przewrócenia się śmigłowca. „W skład układu paliwowego wchodzą też węże, rury, pompa i system wentylacji – w sumie blisko 600 oddzielnych komponentów”, dodaje Goujon. „Ze względu na oddziaływania między tymi elementami system jest niezwykle złożony. Na przykład pompa jest potrzebna do rozprowadzania paliwa, aby utrzymać środek ciężkości śmigłowca”.
Innowacyjne komponenty układu paliwowego
Proces projektowania trwał łącznie około dwóch lat i był prowadzony w ścisłej współpracy z koncernem Airbus i różnymi dostawcami. Symulacje pozwoliły zespołowi przewidzieć zachowanie materiału i zoptymalizować projekt przed wytworzeniem pierwszej prototypowej części. Po sfinalizowaniu projektu zmontowano części składowe i przeprowadzono testy. „Wśród innowacyjnych elementów można wymienić miernik optyczny wykorzystujący czujnik optyczny”, mówi Goujon. „Został on opracowany przez partnerski uniwersytet. W układzie paliwowym wykorzystano też lekkie tworzywo sztuczne – wyprodukowane przy użyciu technik przyrostowych – które z powodzeniem zastępuje części metalowe”.
Zmniejszenie ciężaru śmigłowców
Udało się zmniejszyć masę o 15 % w porównaniu z aktualnie stosowanymi układami paliwowymi. Było to możliwe dzięki nowej konstrukcji zbiornika paliwa. Redukcja masy może przynieść znaczne korzyści dla środowiska za sprawą zmniejszenia zużycia paliwa. Zespołowi udało się też zastąpić rozpuszczalniki emitujące lotne związki organiczne bezemisyjną alternatywą. Zespół nie ma wątpliwości co do potencjalnych zalet tej nowej technologii, która pozwoli na zmniejszenie masy, jak i na poprawę bezpieczeństwa przyszłych statków powietrznych. „To bardzo dobry prognostyk na przyszłość, jako że masa jest niezwykle istotną kwestią w lotnictwie”, dodaje na koniec Goujon. „To innowacyjne rozwiązanie, zwłaszcza zastosowany w nim nowy lekki materiał, stanowi duży skok technologiczny”.
Słowa kluczowe
STRONGRCRAFT, śmigłowiec, paliwo, dekarbonizacja, emisja, drukowanie przestrzenne
