NSK:n uusi kaasuturbiinigeneraattoriin tarkoitettu laakeri auttaa pidentämään eVTOL-lentoja
NSK on julkaissut uuden laakerin kaasuturbiinigeneraattoreihin. Se on tarkoitettu erityisesti käytettäväksi sähkökäyttöisissä pystysuoraan nousevissa ja laskeutuvissa ilma-aluksissa (eVTOL), suurikokoiset lennokit mukaan lukien. Laakerin tärkeimpiä edistysaskeleita ovat korkeampi kierroslukusuorituskyky sekä uusi mekanismi, joka vähentää tarvittavaa voiteluainetta noin 80 prosentilla, mikä mahdollistaa merkittävästi pidemmät eVTOL-lentoetäisyydet.
www.nskeurope.com
Uusien kehityssuuntausten ansiosta eVTOL-ilma-aluksien merkitys liikennevälineenä kasvaa huomattavasti, ja niiden markkina-arvon ennustetaan olevan 124 miljardia euroa vuoteen 2035 mennessä. Aiemmin eVTOL-propulsiojärjestelmät olivat pääosin täysin moottoroituja. Suuritehoisten, pienikokoisten ja kevyiden hybridimoottoreiden kysynnän odotetaan kuitenkin kasvavan edelleen, koska ne auttavat vastaamaan kasvavaan tarpeeseen pidentää lentokantamaa ja parantaa kuljetusmahdollisuuksia.
Kaasuturbiinigeneraattorit poikkeavat muista hybridimoottorimalleista siinä, että niissä voidaan käyttää biopolttoaineiden ja vedyn kaltaisia polttoainelähteitä. Tämä tekee niistä houkuttelevia hiilineutraaliuden näkökulmasta. Kaasuturbiinigeneraattorit ovat nykyisin vahvin kilpailija eVTOL-ilma-alusten käytännön käyttövoimamekanismien joukossa.
eVTOL-ilma-aluksen toimintasäteen pidentäminen riippuu monista tekijöistä, joista yksi on kaasuturbiinigeneraattorin laakerien suorituskyky korkeilla kierrosnopeuksilla. Vastatakseen tähän kysyntään NSK ryhtyi kehittämään laakeria, joka pystyy tarjoamaan dmn-arvoksi (laakerin keskihalkaisijan ja pyörimisnopeuden tulo) yli 2,5 miljoonaa. Lisäksi yritys onnistui toteuttamaan tämän huippunopean kiertonopeuden minimaalisella, mutta optimaalisella voitelulla.
Suurnopeuslaakereiden yleisin voitelumekanismi on suihkuvoitelu. Ongelmana tässä on se, että se vaatii paljon voiteluöljyä ja aiheuttaa paljon tehohäviöitä. Yksi vaihtoehto tälle on muun muassa pinnan alta suoritettava voitelu, jossa öljynsyöttö suoritetaan akselissa ja laakerin sisäkehässä olevien erityisten virtauskanavien avulla. Vaikka tämä menetelmä tarjoaa minimaalisen tehohäviön ja öljynkulutuksen, sen monikäyttöisyys on heikkoa ja sen kustannukset ovat korkeat.
Näiden rajoitusten voittamiseksi NSK:n uusi voitelumekanismi hyödyntää parannettua välilevyn muotoa. Välilevyyn varastoituu väliaikaisesti voiteluöljyä, josta mekanismi syöttää keskipakovoiman avulla laakerin sisäpuolelle minimaalisen, mutta optimaalisen määrän öljyä.
NSK:n innovatiivinen ratkaisu vähentää laakerin tarvitseman voiteluöljyn määrän vain 25 prosenttiin tavanomaisen suihkuvoitelun tarvitsemasta määrästä ja vähentää samalla tehohäviötä kolmanneksella. Uusi ratkaisu tarjoaa myös erittäin monipuolisen ja edullisen voiteluratkaisun pinnan alta suoritettavaan voiteluun verrattuna. Tästä on OEM-valmistajille myös se etu, että öljynsyöttöpumput ja voiteluainesäiliö voivat nyt olla kevyempiä, mikä parantaa entisestään eVTOL-ilma-alusten lentoetäisyyttä.
eVTOL-ilma-aluksen toimintasäteen pidentäminen riippuu monista tekijöistä, joista yksi on kaasuturbiinigeneraattorin laakereiden suorituskyky korkeilla kierrosnopeuksilla. Valokuva: Aero Development Japan, Inc.
