Среда, 7 августа 2024 г.
Контакт для СМИ: Таннер Холубар | Специалист по коммуникациям | 405-744-2065 | [email protected]
Студенты Школы инженерии, архитектуры и технологий Машиностроение и аэрокосмическая техника недавно работал над проектом по разработке двигателя для уникального беспилотного летательного аппарата, созданного компанией W9er Engineering.
Под руководством доктора Курта Раузера, доцента MAE, студентам было поручено разработать компрессорный узел, модернизированный для небольшого газотурбинного двигателя, для подачи воздуха высокого давления для самолета, получившего название «Проектор».
Партнерство между OSU и W9er Engineering стало возможным благодаря финансированию из гранта на исследования в области трансфера технологий для малого бизнеса, который обеспечивает определенный процент финансирования университетских исследований.
Раузер сказал, что студенты были сосредоточены на разработке способа создания воздушного потока со скоростью и давлением, необходимыми для взлета транспортного средства., и сказал, что транспортное средство уникально по принципу работы своих роторов.
«Что делает этот автомобиль таким уникальным, так это его силовая и движительная система», — сказал Раузер. «У него есть подъемные роторы, поэтому он очень похож на то, что было сделано с другими транспортными средствами, имеющими подъемные роторы. То, как он приводит в движение ротор, — вот что является таким уникальным».
Раузер сказал, что для этого транспортного средства был выбран турбинный двигатель вместо поршневого. Существуют практические соображения, которые дают турбинным двигателям преимущество для этого применения, такие как низкая вибрация и работа на большой высоте.
В газотурбинном двигателе турбина и компрессор находятся на одном валу и вращаются вместе, при этом турбина приводит в движение компрессор. Камера сгорания находится между турбиной и компрессором. Компрессор подготавливает поток воздуха для сгорания, который проходит через турбину, которая приводит в движение компрессор. Это создает цикл, известный как цикл Брайтона.
«Вместо того, чтобы использовать поршневой двигатель для привода, мы собираемся использовать турбинный двигатель», — сказал Раузер. «У турбинного двигателя лучшее отношение мощности к весу, чем у поршневого двигателя. Хотя турбокомпрессор может быть более эффективным для применения в автомобиле для поршневого двигателя, проблема в том, что у поршневого двигателя меньшее отношение мощности к весу, а для самолета вес и объем имеют решающее значение, поскольку вы должны поднять его над землей».
Сначала студенты провели анализ, чтобы выяснить, какие давления воздуха, массовые расходы и скорости вращения вала потребуются для системы самолета. Они обнаружили, что турбокомпрессор от автомобиля соответствует требованиям, но значительно увеличивает вес самого двигателя.
Автомобильный турбокомпрессор не имеет смысла использовать в таком самолете, но его компоненты будут использованы для демонстрации того, что газотурбинный двигатель может создавать массовый расход и давление, необходимые для самолета W9er.
Теперь, когда эта фаза исследований завершена, требуемые результаты получены, и заявка на вторую фазу подана. Раузер сказал, что он надеется узнать в конце этой осени, станет ли доступна следующая фаза.
На втором этапе студенты запустят двигатель, чтобы продемонстрировать его возможности, а затем создадут облегченную версию системы сжатия, совместимую с самолетом.
Раузер сказал, что версия турбокомпрессора была разработана, но она похожа на автомобильную. Внутренняя конструкция испытательного стенда позволяет манипулировать скоростью вращения компрессора и тем, как он отображает массовые расходы и давления.
«Мы могли бы адаптировать свой собственный», — сказал Раузер. «Мы уже разработали его, но наш индивидуальный дизайн очень похож на автомобильный. Компрессор, честно говоря, не такая уж большая проблема, но корпус — это то, чего мы раньше не делали. У нас есть ноу-хау, но мы фактически не разрабатывали корпус, но это то, что мы могли бы сделать самостоятельно».
Раузер отметил, что в случае принятия второго этапа возникнет множество возможностей, например, потенциальное создание сквозной системы с двигателем для самолета.
«Я бы начал с коммерческих деталей, которые у нас уже есть, сначала поработал бы над системой сжатия, а затем, используя оставшееся финансирование и мощности, возможно, даже спроектировал бы наш собственный газотурбинный двигатель, чтобы все было уникально и отвечало потребностям инженеров W9er и их проекционного самолета», — сказал Раузер.
Раузер гордится работой своих студентов. Он сказал, что их упорный труд и преданность делу являются примерами миссии OSU как университета, предоставляющего землю.
«Мы разрабатываем такие технологии и выводим их в мир, чтобы приносить пользу обществу», — сказал Раузер. «Но второе, что мы делаем, — это развиваем таланты, которые затем выпускаются и уходят работать в несколько ведущих компаний».
