Wymagania, jakie stawia się przed konstruktorami i producentami nowych silników lotniczych, to przede wszystkim dalszy wzrost ekonomiczności poprzez obniżenie kosztów obsługi, zużycia paliwa oraz uzyskanie jak największego stosunku siły ciągu do masy silnika. Ważnym elementem staje się również ochrona środowiska, a więc zmniejszenie toksyczności spalin oraz obniżenie poziomu hałasu. Nadal doskonali się poszczególne elementy silników poprzez zwiększania ich doskonałości aerodynamicznej (łopatki turbin i sprężarek) oraz wprowadza coraz do trwalsze i odporniejsze materiały. Np. do konstrukcji silników coraz powszechniej używa się kompozyty metalowe (metal zbrojony włóknami węglowymi). Zaczyna się wykorzystywać materiały ceramiczne, odporne na bardzo wysokie temperatury. Głównie wykorzystywane są one w tych częściach silnika, które pracuję w ekstremalnych warunkach: w komorach spalania, turbinach, sprężarkach, dyszach wylotowych. Niektóre silniki posiadają już komory spalania pokrywane natryskiwanymi plazmowo materiałami ceramicznymi, co znacznie przedłuża ich żywotność ( np. silnik Rolls-Royce Tay). Przewiduje się, że już niedługo najbardziej obciążone części turbin (łopatki) wykonywane będą z żarowytrzymałych kompozytów szklano-ceramicznych a także z tytanu zbrojonego karbidkami krzemu w postaci włókien (stop taki będzie ponad dwukrotnie wytrzymalszy niż konwencjonalne stopy tego metalu).

 

materiay_konstrukcyjne_stosowane_w_silnikach_lotniczych

Wykres nr 21. Materiały konstrukcyjne stosowane w silnikach lotniczych-zmiany.

 

 

Diagram_materiaow_w_konstrukcji_wspczesnego_silnika_turbowentylatorowego

Schemat nr 22. Diagram materiałów w konstrukcji współczesnego silnika turboodrzutowego.

 

Również w zakresie napędu śmigłowego i śmigłowentylatorowego planowane są kolejne projekty rozwojowe. Przełomem będzie prawdopodobnie już niedługo wprowadzenie zawieszenie śmigieł, turbowentylatorów i turbin na łożyskach magnetycznych, co znacząco zmniejszy opory tarcia. Pozwoli to na zastosowane utraszybkoobrotowych sprężarek z łopatkami wykonanymi z ceramidów lub niobu . Zapewni to wyższy, niż obecnie, stopień sprężania i zwiększenie sprawności napędu rzędu 10% w stosunku do obecnego.

Również w zakresie bezpieczeństwa użytkowania napędów lotniczych zachodzą i zajdą kolejne zmiany, głównie w obszarze sterowania pracą silników. Wprowadzone cyfrowe układy sterowania silnikami, np. FADEC (Full Authority Digital Engine Controll ) lub HIDEC (High Integrated Digital Electronic Control) zapewniające pilotom w pełni zautomatyzowaną kontrolę nad silnikami będą nadal rozwijane.

 

 

udzia_systemw_sterowania_silnika_1970-2000

Wykres nr 23. Procentowy udział systemów sterowania silnikami lotniczymi w latach 1970-2000.

 

Napędy są najdynamiczniej rozwijającą się gałęzią przemysłu lotniczego. Co prawda pochłaniają one ogromne koszty, ale w zamian przynoszą gigantyczne zyski, wymierne i te niewymierne. Jednym z niewymiernych jest fakt, że to głównie przez coraz doskonalsze, trwalsze i bardziej niezawodne silniki, transport lotniczy zyskał (i utrzymuje) miano najbezpieczniejszego transportu na świecie.

 

Poniżej przedstawione są dwa główne podziały silników lotniczych:

  1. Ze względu na rodzaj generowanego ciągu

  2. Ze względu na konstrukcję

 

 

podzia_silnikw_1

Schemat nr 24. Podział silników wg. sposobu wytwarzania ciągu.

Podzia_silnikw_lotn2

Schemat nr 25.Podział silników wg. konstrukcji

 

 

 

Maciej Ługowski