림

Dec 29, 2023

렉섬 글린드워 대학교 박사롭 보이CEng FRAeS 및 박사 연구 조교존 폴 로크예술, 과학 및 기술 학부의 특허받은 프로토타입 림 구동 'FAST-Fan' 전기 제트 엔진에 대한 통찰력을 제공합니다.

WGU(Wrexham Glyndwr University)의 예술, 과학 및 기술 학부(FAST)에서는 공과대학 학생과 교직원이 Net Zero Wales를 제공하는 데 집중하고 있습니다.

웨일스 정부의 SMARTExpertise 프로그램의 일환으로 FAST-Fan은 유럽 지역 개발 기금을 통해 자금을 지원받는 마지막 프로젝트 중 하나입니다. WGU는 영국에 본사를 둔 6개 중소기업(Ad-Manum UAS Technologies Ltd, Invertek Drives Ltd, Motor Design Ltd., Drone-Flight Ltd, Geola Technologies Ltd 및 Tirius Ltd)과 협력하여 특허 받은 프로토타입 림의 분석, 설계 및 제조를 제공했습니다. 구동되는 'FAST-Fan' 전기 제트 항공기 엔진. 그 결과 추진 장치는 현재 팬 구성보다 정면 면적당 더 많은 추력과 더 높은 유출 속도를 전달할 수 있습니다.

RDF(림 구동 팬)는 팬 블레이드 끝에 부착된 연속 로터 림이 있고 덕트 내에 배열된 전자기 모터 회로를 통해 구동되는 일종의 덕트 팬입니다. (WGU) 탑재된 전기 에너지의 생성 및 저장은 항공기 전기 추진의 주요 장애물로 간주되지만, 전력 분배 및 추진 추력으로의 변환은 여전히 ​​중요한 과제를 제시합니다. 그 중 하나는 고속 비행을 위한 추진력을 효율적으로 달성하는 방법입니다.

기존 민간 항공기는 최대 마하 0.6의 속도와 최대 30,000피트의 고도를 달성하기 위해 지역 작전을 위해 프로펠러를 사용하지만 더 높은 속도와 고도(최대 마하 0.9 및 45,000피트)가 필요한 장거리 여행에는 덕트형 우회 팬이 사용됩니다. 두 기술 모두 중앙 에너지 공급 장치, 즉 가스 터빈 엔진을 통과하는 주 추진 공기 흐름과 회전 샤프트를 통해 전달되는 추진 드라이브를 사용하여 허브 구동됩니다.

따라서 허브 구동 기술이 항공기 전기 추진 솔루션에 자동으로 고려되는 것은 매우 논리적입니다. 이는 친숙한 기술을 제공하며 개발 위험이 더 낮은 것으로 보입니다. 그러나 허브 드라이브가 항상 항공기 전기 추진 요구 사항을 충족하는 이상적인 구성을 제공하는지 여부는 여전히 의문의 여지가 있습니다.

FAST-Fan 프로젝트의 목적은 이러한 맥락에서 림 중심 기술의 잠재력을 탐구하는 것입니다. 목표는 기술을 연구, 분석 및 개발하고 최신 고속 프로토타이핑 기술을 활용하여 소형 무인 테스트 항공기에 동력을 공급하는 데 적합한 규모의 프로토타입 장치 구축을 통해 설계 컨셉을 실현하는 것이었습니다.

블레이드 로터(또는 "블로터") 유한 요소 소프트웨어 분석. (WGU)림 구동 팬(RDF)은 팬 블레이드 끝에 부착된 연속 로터 림이 있고 덕트 내에 배열된 전자기 모터 회로를 통해 구동되는 일종의 덕트 팬입니다. RDF는 기존 허브 구동 팬과 비교할 때 몇 가지 주요 이점을 제공합니다. 허브 장착 모터로 인한 흐름 제한이 제거되어 정면 면적당 추력이 증가하는 등의 현상이 발생합니다. 팬 어셈블리의 전체 길이가 더 짧습니다. 반경 방향 모멘트 암의 증가로 인해 토크를 생성하는 데 필요한 모터 접선력의 감소; 팬 팁 손실을 생략하여 팬 공기 역학이 향상되었습니다. 모터 권선을 위한 공기 냉각 제공 및 두 개의 역회전 RDF를 동시에 쉽게 설치할 수 있는 기능. 후자의 장점은 흐름 소용돌이 제거로 인한 효율성 향상을 제공하고 증가된 팬 압력 비율 생성을 촉진하여 더 빠른 유출 속도와 비행 속도를 가능하게 합니다. 전자기 회로가 최적화되지 않은 경우 RDF 구성의 단점은 무게일 수 있습니다.

RDF 기술의 역사는 1960년대 초 Ryan Vertifan으로 거슬러 올라갑니다. (NASA) 항공우주 응용 분야를 위한 림 구동 팬 기술에 대해 가장 먼저 기록된 설명 중 하나는 Ryan Aircraft Corporation이 XV-5A Vertifan 항공기를 개발한 1961년에 발생했습니다. XV-5A 팬은 항공기의 리프트 생성 팬 주변에 위치한 터빈 블레이드에 작용하는 제트 엔진 배기 가스에 의해 공압식으로 구동되었습니다. 팬 기술은 성공한 것으로 간주되었지만 림 드라이브 요소는 중단되었고 팬 설계는 General Electric CF6 하이 바이패스 엔진 설계용으로 계속 개발되었습니다.