Blog circa Kawasaki Heavy Industries avanza nell'aviazione di nuova generazione con una nuova tecnologia per i cambio

Come le articolazioni del corpo umano, i riduttori degli aerei servono come sofisticati regolatori che Questi componenti critici non solo trasmettono potenza, ma Kawasaki Heavy Industries, leader mondiale nel settore dell'aviazione La società, che si occupa della produzione di cambio, sfrutta la sua competenza tecnica e l'esperienza del settore per promuovere la prossima generazione di macchine. sviluppo di aeromobili.

I. La scatola di cambio: convertitore di potenza di precisione per l'aviazione

Comunemente indicati come trasmissioni, i riduttori utilizzano ingranaggi di blocco per modificare la velocità di rotazione e In applicazioni aeree, esse svolgono due funzioni essenziali:

1. Velocità di conversione ottimale:I motori degli aeromobili funzionano in genere a velocità di rotazione elevate, mentre eliche e rotori richiedono velocità significativamente più basse: i riduttori riducono efficacemente le velocità del motore fino a raggiungere intervalli ottimali di elica/rotore, massimizzando l'efficienza della propulsione.
2. Estrazione di energia:Questi sistemi servono anche come unità di presa di corrente, generatori di azionamento e apparecchiature ausiliarie per fornire energia elettrica a bordo.

Le scatole di cambio per aeromobili devono soddisfare norme rigorose, tra cui:

• Affidabilità eccezionale:Funzionamento continuo senza guasti in condizioni difficili
• Vibrazione/rumore ridotti al minimo:Critico per il comfort dei passeggeri e l'integrità strutturale
• Alta efficienza di trasmissione:Impatto diretto sul risparmio di carburante
• Densità di potenza:Trasmissione di potenza massima entro limiti minimi di peso/volume

II. Kawasaki Heavy Industries: leader nel settore degli impianti di trasmissione aeronautica

In qualità di uno dei pochi produttori mondiali che offre soluzioni complete di cambio per l'aviazione, il prodotto Kawasaki il portafoglio comprende:

• Sistemi di trasmissione per elicotteri:Alimentare vari modelli tra cui il BK117
• Accessori di cambio (AGB):Generatori motori, pompe idrauliche e sistemi ausiliari
• Sistemi generatori T-IDG®:Tecnologia proprietaria di generazione a velocità costante che utilizza il CVT a trazione

L'eredità dell'aviazione dell'azienda risale agli anni '60 con lo sviluppo della trasmissione per elicotteri. La collaborazione con Messerschmitt-Bölkow-Blohm (ora Airbus) sull'elicottero BK117 ha stabilito la Kawasaki L'eccellenza operativa del BK117 nei servizi di emergenza L'azienda ha consolidato la sua posizione nel settore.

III. Sistemi di trasmissione per elicotteri: tecnologie di base

Montate sulla parte superiore della fusoliera, le trasmissioni dell'elicottero svolgono tre funzioni critiche:

1. Distribuzione di potenza:Trasmissione e regolazione della potenza del motore ai rotori principali/di coda
2. Azionamento ausiliario:Funzionamento di sistemi idraulici e generatori
3. Gestione del carico:Trasferimento di sollevamento del rotore alla cellula dell'aeromobile resistendo alle forze aerodinamiche

La trasmissione BK117 D-2 è un esempio di questa tecnologia, riducendo il regime motore da 6.000 RPM a 380 RPM (16:1 Per questo motivo, la Commissione ha deciso di adottare un programma di ricerca per il settore dell'energia elettrica. Questo sistema compatto utilizza ingranaggi conicali per i cambi di direzione, ingranaggi elicoidali multi-fase per la riduzione della velocità, Equipaggiamento per il trasporto di veicoli a motore trasmissioni.

IV. Ottimizzazione del peso: produzione di precisione

La ricerca incessante dell'aviazione per ridurre il peso richiede un design degli ingranaggi che bilanci la durata con il minimo Alcuni ingranaggi di trasmissione hanno uno spessore di soli 2 mm, con vuoto interno per ulteriori risparmi di peso processo che richiede una precisione di micron nei profili dentali (tolleranza ≤ 1 μm).

"La geometria degli ingranaggi influisce sui modelli di deformazione della lavorazione", spiega Masahiro Gohashi della Kawasaki Aerospace "La nostra sfida consiste nel controllare queste deformazioni attraverso il trattamento termico e il trattamento dei rifiuti. processi di macinazione per raggiungere le precise specifiche dei progettisti".

Il processo di fabbricazione prevede il taglio di ingranaggi CNC specializzati, la carburizzazione per indurimento superficiale, la precisione La produzione integrata di Kawasaki, dalla materia prima alla produzione finale, è stata l'ispezione rappresenta un vantaggio competitivo fondamentale nella produzione di attrezzature per l'aviazione.

V. Innovazione in materia di sicurezza: capacità estesa di funzionamento a secco

Gli standard di sicurezza degli elicotteri prevedono una "ruota a secco" di 30 minuti in caso di guasto della lubrificazione. La Kawasaki sta sviluppando sistemi che supportano un'operazione di emergenza di 60-70 minuti tramite sistemi avanzati. soluzioni di raffreddamento e gestione termica ottimizzata per CFD.

"Il nostro obiettivo si estende oltre i materiali degli ingranaggi all'architettura del sistema che impedisce attacchi durante la lubrificazione "Questo è un problema che non può essere risolto senza un'analisi approfondita", osserva Kenta Ogasawara della divisione sistemi di guida di Kawasaki. La Commissione ha adottato una proposta di regolamento (CE) del Consiglio che modifica il regolamento (CE) n.

VI. T-IDG®: generazione di energia rivoluzionaria

Il generatore di azionamento integrato a trazione di Kawasaki (T-IDG®) rappresenta una svolta nella potenza degli aeromobili A differenza dei convenzionali motori idraulici a velocità costante, questo sistema basato sulla viscosità dell'olio offre:

• Riduzione del peso del 15%
• Miglioramento dell'efficienza del 3%
• Maggiore durata grazie al funzionamento senza attrito

Mentre l'aviazione si muove verso architetture di aeromobili più elettrici (MEA) e applicazioni di mobilità aerea urbana (eVTOL), Kawasaki sta sviluppando la tecnologia T-IDG® per applicazioni civili di maggiore capacità.

VII. FDGS: abilitare i turbofan di nuova generazione

La collaborazione di Kawasaki con Pratt & Whitney sul motore Geared Turbofan (GTF) presenta il Fan Drive Sistema di ingranaggi (FDGS) ‧un meccanismo di ingranaggio planetario che consente:

• Miglioramento dell'efficienza del carburante del 16%
• Riduzione del rumore del 50%
• Riduzioni significative delle emissioni

Il FDGS da 20.000 cavalli di potenza raggiunge un'efficienza energetica del 99,6% grazie alla dinamica dei fluidi di proprietà di Kawasaki Questa tecnologia permette di ridurre al minimo le perdite termiche di 200 CV (150 kW) inerenti a tali sistemi ad alta potenza. L'azienda entra ora in produzione in serie per i jet regionali Airbus ed Embraer.

Nel futuro, Kawasaki sta sviluppando sistemi di ingranaggi per motori a rotore aperto previsti dopo il 2030. l'eredità dell'innovazione nel settore delle trasmissioni aeree.