„Innowacyjne kompozytowe wirniki do śmigłowców ultralekkich”
Projekt realizowany w ramach Programu POIR, Konkurs 1/1.1.1/2015 . Okres realizacji projektu od 1.01.2016 do 31.12.2018
wartość projektu
wkład funduszy europejskich
Opis projektu
Przedmiotem projektu jest przeprowadzenie badań przemysłowych i prac rozwojowych zmierzających do opanowania kompleksowego procesu technologicznego tworzenia wirników nośnych do wiropłatów, w szczególności do śmigłowców, a następnie opracowania na jego podstawie komercyjnych wyrobów handlowych. Działanie to jest odpowiedzią firmy na wyraźne zapotrzebowanie rynkowe ze strony odbiorców zagranicznych, w ramach ogólnoświatowego trendu wymiany wirników nośnych w śmigłowcach, z tradycyjnej konstrukcji duraluminiowej lub mieszanej duralowo-kompozytowej na nowoczesne rozwiązania całkowicie kompozytowe, umożliwiające poprawę osiągów konstrukcji oraz wydłużenie okresu eksploatacji. Idea ogólna polega na połączeniu sił dwóch krajowych liderów branżowych: Gyro-Tech, który posiadają największe w kraju doświadczenie w produkcji wirników autorotacyjnych do wiatrakowców i jest jedynym takim przedsiębiorstwem w kraju, oraz lidera w zakresie branżowych prac badawczo-rozwojowych w lotnictwie, jakim jest Instytut Lotnictwa. Dla osiągnięcia celów projektu przeprowadzone zostaną analizy obliczeniowe z zakresu aerodynamiki CFD i mechaniki lotu, wytrzymałości materiałów MES, badania materiałowe kompozytów, próby technologiczne najnowszych dostępnych włókien zbrojenia kompozytów polimerowych, badania wytrzymałościowe części nasadowych i węzłów . Wirniki wykonane jako obiekty fizyczne poddane zostaną badaniom stanowiskowym naziemnym na dedykowanych stanowiskach badawczych oraz badaniom funkcjonalnym w powietrzu. W rezultacie Gyro-Tech zamierza umocnić swoją pozycję lidera branżowego w kraju oraz dołączyć do światowego grona nielicznych dostawców wirników do śmigłowców.
.
Cel projektu
Celem ogólnym projektu jest rozszerzenie zakresu działalności oraz skokowa poprawa innowacyjności rozwiązań oferowanych przez przedsiębiorstwo Gyro-Tech, a w konsekwencji zwiększenie jego konkurencyjności na rynkach światowych poprzez wdrożenie do produkcji nowoczesnych wirników śmigłowcowych (opartych o najnowsze zdobycze techniki i osiągnięcia jakimi dysponują krajowe jednostki naukowe) – tj. w obrębie szybko rozwijającej się dziedziny lotnictwa, jaką są śmigłowce lekkie, oraz na wyraźne zapotrzebowanie ze strony klientów firmy. Podwykonawcą w projekcie będzie Instytut Lotnictwa, który dzięki posiadanym zasobom badawczym i kadrowym przejmie ciężar realizacji tych faz projektu. Dla przedsiębiorstwa będą to nowe produkty, rozszerzające dotychczasową ofertę, natomiast na rynku światowym będą to wyroby znacząco ulepszone. W niniejszym projekcie możliwe jest osiągniecie w tym zakresie poziomu adekwatnego do standardów największych koncernów śmigłowcowych świata. Jako podstawowe rezultaty projektu przewiduje się wirniki śmigłowcowe określane na potrzeby projektu jako tzw. „bazowe” tj. oparte na dotychczasowej wiedzy i doświadczeniu firmy z produkcji wirników wiatrakowcowych, wykorzystujące znane i sprawdzone profile śmigłowcowe np. NACA23012 oraz typowe obrysy prostokątne, które powstaną na wyraźne zapotrzebowanie zgłoszone przez klientów zagranicznych, potwierdzone stosownymi listami intencyjnymi i umowami. Oprócz tego, we współpracy z kooperantem naukowym, powstaną nowoczesne wirniki określane tu jako „innowacyjne”, ponieważ skupiające w sobie wszystkie możliwe zalety techniczne, jakie będą do osiągniecia w przewidzianych projektem ramach finansowych i czasowych. Ich zasadnicze funkcjonalności i cechy innowacyjne nadające im walory atrakcyjnych wyrobów handlowych skupiają się wokół trzech obszarów:
1. W zakresie aerodynamicznym nowe łopaty będą dysponowały specjalnie opracowanym profilem, poprawiającym charakterystyki wirnika, a tym samym całego śmigłowca. Zwiększenie prędkości maksymalnych do zakresów porównywalnych ze współczesnymi samolotami ultralekkimi pozwoli śmigłowcom tej klasy stać się ze sprzętu sportowo-turystycznego pełnowartościowym środkiem transportowym. Ta cecha jest wysoce pożądana nie tylko z punktu widzenia interesów firmy GyroTech, ale też całej branży śmigłowcowej.
2. W zakresie strukturalnym technologia wykonania łopat na bazie kompozytów węglowo-epoksydowych pozwoli spełnić najbardziej rygorystyczne wymagania, jakim sprostać musi krytyczny – zarówno dla osiągów jak i bezpieczeństwa całej konstrukcji – wirnik. Kryterium bezpieczeństwa jest zasadniczm warunkiem wyboru podzespołów do konstrukcji lotniczych, zarówno dla producentów sprzętu jak i użytkowników śmigłowców.
3. W zakresie dowodowym prace w projekcie będą polegały na próbach statycznych i funkcjonalnych oraz analizach obliczeniowych, potwierdzających spełnienie wymagań przepisów lotniczych. Łopaty z pełną dokumentacją, ułatwiającą certyfikację śmigłowców z tymi wirnikami, będą najbardziej wartościowe spośród całej oferty rynkowej.
Efekty
Efektem projektu będzie opracowanie rodziny minimum dwóch rodzajów wirników nośnych dla lekkich i ultralekkich śmigłowców, przebadanie ich na poziomie materiałowym na stanowiskach naziemnych oraz wykazanie w próbach w powietrzu ich światowej jakości tzn. wysokich charakterystyk aerodynamicznych, bezpieczeństwa, niezawodności, a tym samym najwyższej konkurencyjności w stosunku do wyrobów światowych.