Łożyska - 15/09/2024
Nowe łożysko generatora turbiny gazowej NSK wydłuża loty maszyn eVTOL
NSK wprowadziła na rynek nowe łożysko do generatorów turbin gazowych przeznaczone specjalnie do stosowania w elektrycznych statkach powietrznych pionowego startu i lądowania (eVTOL), w tym dużych dronach. Do głównych zalet oferowanych łożysk należą wyższa prędkość obrotowa i nowy mechanizm zmniejszający zużycie niezbędnego środka smarnego o około 80%, co pozwala na znaczące zwiększenie zasięgu lotu maszyn typu eVTOL.
Nowe osiągnięcia technologiczne przyspieszają rozwój maszyn eVTOL jako środków transportu, a przewidywana wielkość tego rynku do 2035 r. jest szacowana na 124 mld EUR. Wcześniej główne systemy napędowe eVTOL wykorzystywały silniki czysto elektryczne. Przewiduje się jednak, że rosnąca presja na zwiększanie zasięgu lotu i lepsze możliwości transportowe zwiększy popyt na wydajne, kompaktowe i lekkie silniki hybrydowe.
Generatory turbin gazowych wyróżniają się na tle innych konstrukcji silników hybrydowych, ponieważ mogą wykorzystywać jako źródła zasilania biopaliwa i wodór, co czyni je atrakcyjnymi z perspektywy neutralności węglowej. Obecnie generatory turbin gazowych stanowią najpoważniejszą opcję jako praktyczne mechanizmy napędowe w samolotach eVTOL.
Wydłużenie zasięgu lotu samolotów eVTOL zależy od wielu czynników, w tym od wydajności łożysk do wysokich prędkości generatorów turbin gazowych. Aby sprostać temu zapotrzebowaniu, firma NSK podjęła się opracowania łożyska zapewniającego wartość 2,5 mln dmn (iloczynu średnicy podziałowej łożyska i prędkości obrotowej). Ponadto japońskiemu producentowi udało się osiągnąć tę wydajność obrotową przy minimalnych, ale jednocześnie optymalnych wymaganiach w zakresie smarowania.
Problem ze smarowaniem strumieniowym, które jest najpopularniejszym mechanizmem smarowania łożysk do wysokich prędkości, polega na tym, że wymaga dużej ilości oleju smarującego i powoduje znaczną utratę mocy. Jedną z alternatyw jest smarowanie obiegowe, które do dostarczania oleju smarnego wykorzystuje dedykowane kanały przepływowe w wale i w pierścieniu wewnętrznym łożyska. Metoda ta zapewnia minimalną utratę mocy i zużycie środka smarnego, ale jest mało wszechstronna i kosztowna.
Aby przezwyciężyć te ograniczenia, NSK opracowała nowy mechanizm smarowania charakteryzujący się zmodyfikowanym kształtem pierścienia dystansowego. Olej smarujący jest tymczasowo magazynowany w pierścieniu dystansowym, a następnie mechanizm dostarcza minimalną i jednocześnie optymalną ilość środka smarnego do wnętrza łożyska, wykorzystując siłę odśrodkową.
Innowacyjne rozwiązanie NSK zmniejsza ilość oleju smarującego, jakiej potrzebuje łożysko, do zaledwie 25% ilości potrzebnej w przypadku standardowego smarowania strumieniowego, jednocześnie redukując utratę mocy o jedną trzecią.
Nowa konstrukcja stanowi również niezwykle wszechstronny, niedrogi system smarowania w porównaniu ze smarowaniem obiegowym. Kolejną zaletą dla producentów OEM jest zmniejszenie masy pomp odprowadzających olej i zbiorników smaru, co dodatkowo przyczynia się do wydłużenia zasięgu lotu samolotów eVTOL.
Zdjęcie: Wydłużenie zasięgu lotu maszyn eVTOL zależy od wielu czynników, w tym od wydajności łożysk do wysokich prędkości generatora turbiny gazowej. Zdjęcie: Aero Development Japan, Inc.
Udostępnij