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Power Gear Box (PGB) advanced planet bearings development

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Leghe per velivoli più durature

Per i fabbricanti di componenti, la necessaria riduzione di costi e peso senza sacrificare le prestazioni e la sicurezza dei motori dei velivoli richiede notevoli sforzi. Una semplice soluzione con impatto positivo a lungo termine potrebbe essere rappresentata dall’uso di materiali migliorati e duraturi.

Tecnologie industriali

Nell’ambito del programma europeo Clean Sky, la ricerca effettuata ha mostrato che il velivolo a medio raggio con motori a rotore aperto contro-rotante è tecnicamente attuabile. Gli studi di progettazione hanno indicato che i motori a rotore aperto sono i migliori candidati per il basso consumo di carburante e le minori emissioni di inquinanti. L’obiettivo successivo è quello di sviluppare nuove tecnologie e di far avanzare la maturità del rotore aperto come possibile successore al motore a turboventola. I ricercatori che lavorano al progetto ABAG (Power gear box (PGB) advanced planet bearings development), finanziato dall’UE, hanno proposto un design all’avanguardia per il sistema di ingranaggi satellitari. Un sistema di ingranaggi satellitari è incorporato nel rotore aperto per collegare l’albero di uscita della turbina e i rotori delle ventole e consentire alla turbina e ai rotori delle ventole di funzionare alla velocità ottimale. È necessario che il sistema di ingranaggi del rotore aperto sia leggero e altamente affidabile. Finora, i motori e i loro componenti principali come le scatole ingranaggi si basavano su cuscinetti tradizionali in acciaio a elemento rotante. Il team del progetto ABAG ha esplorato nuovi materiali per migliorare la superficie e la robustezza della superficie circostante nelle aree di contatto dei sistemi dei cuscinetti in condizioni estreme del motore. In particolare, sono stati selezionati due diversi materiali per una campagna di verifica estensiva. Ferrium C61, un nuovo acciaio ad alta resistenza e M50NiL-DH. Questi materiali all’avanguardia per i cuscinetti aerospaziali sono stati trattati mediante la carbocementazione gassosa, l’indurimento a gas, l’indurimento a vuoto e la nitrurazione gassosa. Sono quindi state analizzate le loro proprietà finali. Sono stati effettuati test di resistenza in condizioni di bassa lambda, simili a quelle che si verificano durante il funzionamento del rotore aperto. Successivamente, è stata testata la propagazione nel solo M50Nil-DH, perché i risultati ottenuti nella verifica della resistenza del Ferrium C61 non si sono rivelati soddisfacenti. La campagna di verifica ABAG ha migliorato notevolmente le proprietà dei materiali ottimizzando i parametri dei processi di progettazione della superficie. Mentre alcune tecnologie possono essere valutate durante la fase di sviluppo del motore a rotore aperto, il vero potenziale delle tecnologie chiave è già stato convalidato.

Parole chiave

Motore velivolo, programma Clean Sky, motore a rotore aperto contro-rotante, sistema di ingranaggi satellitari, cuscinetti, M50NiL-DH

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