Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Udoskonalone powłoki ochronne silników odrzutowych

Większość dużych samolotów komercyjnych napędzanych jest ogromnymi silnikami turbinowymi. Środki finansowe z UE umożliwiły naukowcom opracowanie lepszych i oszczędniejszych powłok ochronnych dla turbin gazowych, umożliwiających ograniczenie kosztów produkcji i konserwacji.
Udoskonalone powłoki ochronne silników odrzutowych
Te wielkie zlokalizowane na zewnątrz samolotu elementy przypominające wentylator to zespoły wlotu powietrza zwane sprężarkami. Za sprężarką znajduje się komora spalania, gdzie spalane jest paliwo w celu wytworzenia bardzo gorącego gazu.

Gdy gorący gaz przepływa przez samą turbinę (wyposażoną w liczne łopatki podobne do sprężarki wlotowej), wytworzona siła obrotowa jest tak potężna, że może unieść samolot i jego zawartość.

Ze względu na ekstremalne warunki, na jakie narażone są łopatki turbiny, łopatki są chronione przez powłokę termoizolacyjną (TBC). Zazwyczaj TBC jest zwykle nakładana metodą powietrznego natryskiwania plazmowego (APS) lub osadzania fizycznego z fazy gazowej wiązką elektronów (EB-PVD).

APS to stosunkowo prosty i niedrogi proces. Stosowany materiał jest topiony w strumieniu plazmy i osadzany natryskowo w postaci roztopionych kropel na podłożu w temperaturze i ciśnieniu otoczenia.

EB-PVD jest procesem skomplikowanym i kosztownym, wymagającym zastosowania elektromagnesów i specjalnej komory ciśnieniowej. Mimo to, jest często wykorzystywany w przemyśle lotniczym, ponieważ kontrolowane osadzanie trójwymiarowych struktur kolumnowych powoduje zwiększenie tolerancji na naprężenia oraz niezawodności.

Europejscy naukowcy zidentyfikowali cele usprawnienia procesu APS i powstającej w jego rezultacie powłoki, rozwoju alternatywnych technologii powlekania dla EB-PVD, jak również opracowania innowacyjnych materiałów powłokowych. Szansa na ich osiągnięcie pojawiła się dzięki środkom finansowym UE przeznaczonym na realizację projektu "W kierunku projektowania i przetwarzania zaawansowanych, konkurencyjnych systemów powłok termoizolacyjnych" (Toppcoat).

Konsorcjum Toppcoat opracowało dokładne mechanizmy kontroli temperatury substratu oraz nową technologię pistoletu APS, która umożliwiła osadzanie kontrolowanych struktur powierzchniowych oraz lepsze łączenie.Usprawnienia mogą sprawić, że proces APS będzie znacznie bardziej atrakcyjną alternatywą dla kosztownej metody EB-PVD. Badania wskazały również kilka innych procesów umożliwiających efektywne kosztowo osadzanie powłok wysoce odpornych na obciążenia.

Zespół naukowców opracował nowe TBC, w tym powłokę czujnikową APS zdolną do wykrywania grubości obok temperatury i starzenia się.

Badania przeprowadzone w ramach projektu Toppcoat doprowadziły do licznych osiągnięć w technologii powłok oraz materiałów powłokowych dla zastosowań TBC w dziedzinie produkcji lotniczych turbin gazowych. Innowacje mogą zwiększyć wydajność przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji i konserwacji, zapewniając znaczną przewagę konkurencyjną europejskim producentom.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę