Badania lotnicze i kosmiczne
Głównym obszarem naszych działań w zakresie technologii lotniczych i kosmicznych jest świadczenie usług badawczo-rozwojowych oraz wspieranie rozwoju przemysłu. Prace teoretyczne, projektowo-obliczeniowe oraz laboratoryjne to elementy, które wyróżniają nas na rynku wśród światowych liderów.
Badania lotnicze i kosmiczne – zakres usług
- badania eksperymentalne i obliczeniowe w zakresie aerodynamiki;
- badania struktur lotniczych;
- badania podwozi;
- badania zaawansowanych napędów (BLI, RDE);
- B+R w zakresie systemów transportu lotniczego;
- testowanie hybrydowych silników rakietowych;
- rozwój technologii ekologicznych materiałów pędnych;
- tworzenie dedykowanego oprogramowania z zakresu CFD i FEM;
- analizy dynamiki lotu rakiet wielostopniowych;
- analizy balistyki wewnętrznej silników rakietowych;
- analiza ryzyka operacyjnego SORA.
Jesteśmy jednym z nielicznych w Polsce ośrodków prowadzących prace w zakresie opracowywania nowych technologii rakietowych do zastosowań cywilnych. Zatrudnieni w Specjalizujemy się w projektowaniu i badaniu silników rakietowych oraz rakiet nośnych zasilanych ekologicznymi materiałami pędnymi.
Wszystkie prace badawcze realizowane są z wykorzystaniem profesjonalnego programowania typu CATIA oraz ANSYS FLUENT.
Badania struktur lotniczych
Badania wytrzymałościowe
Realizujemy kompleksowe badania wytrzymałościowe, statyczne i dynamiczne, w tym:
- badania zmęczeniowe,
- badania kompletnych konstrukcji lub ich elementów;
- próby funkcjonalne konstrukcji nieobciążonych i pod obciążeniem,
- badania z pomiarem sił i odkształceń
- badania sztywności konstrukcji.
Oferujemy statyczne i quasi-statyczne próby wałów silników lotniczych oraz innych obiektów osiowosymetrycznych (jednoczesne rozciąganie i skręcanie), także w podwyższonej temperaturze.
Wykonujemy badania struktur kompozytowych. Usługi badawcze realizujemy również według programu dostarczonego przez Klienta.
Modułowość wykorzystywanych systemów badawczych oraz możliwości konstruowania
i budowy stanowisk testowych dostosowanych do specyfiki badanych obiektów, pozwalają na realizację szerokiej gamy różnorodnych prób wytrzymałościowych (także
w podwyższonych temperaturach), w tym między innymi złożonych prób dużych struktur mechanicznych dla przemysłu lotniczego, maszynowego, samochodowego czy maszyn budowlanych.
Badania wytrzymałościowe – certyfikaty
Posiadamy akredytację Polskiego Centrum Akredytacji AB 792, otrzymaną jako potwierdzenie zgodności prowadzonych prac z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC 17025 Akredytacja AB 792 – PN-EN ISO/IEC 17025:2018.
Uzyskaliśmy certyfikaty testów mechanicznych i badań komponentów Pratt & Whitney
w zakresie statycznych i quasi statycznych prób wałów – rozciągania i ściskania oraz wysokocyklicznych i niskocyklicznych badań zmęczeniowych.
Podstawowe wyposażenie badawcze:
- hala badawcza z podłogą siłową (40 m x 10/8 m). Odizolowana i wyciszona stacja pomp oleju o wydajności 600l/min przy ciśnieniu roboczym 210 bar;
- cztery ramy wytrzymałościowe do 1-osiowych wytrzymałościowych prób komponentów;
- maszyna wytrzymałościowa Schenck-Pegasus do zmęczeniowych badań wałów silników lotniczych oraz elementów osiowosymetrycznych;
- sterowniki:
- 8-kanałowy MTS FlexTest 60,
- 2-kanałowy MTS FlexTest 40,
- 1-kanałowe MTS FlexTest & MTS 407 controllers;
- jednostronne-dwukierunkowego działania liniowe hydrauliczne siłowniki
z wbudowanymi przetwornikami przemieszczenia. Zakres sił od 10 kN do 200 kN, przemieszczenia do 500 mm; - elektromechaniczne przetworniki siły wyposażone w przedwzmacniacze o zakresie pracy 2 kN do 450 kN;
- pomiary tensometryczne:
- przygotowanie tensometrycznych punktów pomiarowych w różnych konfiguracjach, włączając instalację standardowych tensometrów foliowych
w tym klejenie i lutowanie; - realizacja pomiaru – zapis danych;
- analiza zebranych danych, raport;
- liniowe przetworniki przemieszczenia bazujące na indukcyjnym układzie różnicowym półmostka wraz z przedwzmacniaczami. Część przetworników LVDT, wbudowana
w posiadane siłowniki, stanowi ich integralną część. Zakres pomiarowy: od 0,1 mm do 1000 mm; - elektrooporowe piece grzewcze oraz komory klimatyczne ze sterownikami do wykonywania badań komponentów w podwyższonej lub obniżonej (ciekły azot) temperaturze;
- data acquisition systems:
- UNILOG 2500 firmy PEEKEL: wszechstronny system dzięki możliwości odczytywania analogowych sygnałów z tensometrów w konfiguracjach: 1/4, ½ i 1/1 mostka), odczytywaniu sygnału DC o niskim napięciu oraz 18-bitowemu przetwornikowi A/D – 150 kanałów;
- Micro-Measurements System 5000, 100 kanałów;
- LMS SCADAS (2×64 kanały, 1×128 kanałów; do 200 kHz).
Podstawowe techniki pomiarowe, takie jak pomiar sił, tensometria oraz pomiar przemieszczeń, umożliwiają ilościowe określanie skutków działania obciążeń przykładanych do badanych obiektów. Wszystkie pomiary wykonywane w trakcie procesu badawczego odnosimy do krajowego systemu wzorców oraz wyznaczamy ich niepewność.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silnikowa umożliwia dokonanie precyzyjnych pomiarów obrotów i momentu przy dowolnym obciążeniu silnika, stanowiąc jedyne urządzenie bezpośrednio mierzące parametry silnika, w tym rzeczywisty moment obrotowy silnika w funkcji obrotów.
Możliwości badawcze
Stanowisko testowe lotniczych silników tłokowych pozwala przeprowadzić próby silnikowe
w różnych warunkach pracy, a także określić:
- godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa,
- wykres przebiegu momentu obrotowego w funkcji prędkości obrotowej dla stanów ustalonych.
Realizujemy badania oraz pomiary silników tłokowych w zakresie podstawowych parametrów silnika wg norm krajowych i międzynarodowych.
Posiadamy Certyfikat Akredytacji Laboratorium Badawczego nr AB 130, potwierdzający spełnianie wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005, wydany przez Polskie Centrum Akredytacji.
Badania silników tłokowych i turbowałowych – zakres badań
- pomiary temperatury w zakresie 0-1000°C;
- pomiary prędkości obrotowej;
- pomiary momentu obrotowego;
- pomiary zużycia paliwa;
- pomiary zużycia powietrza i wydatku spalin;
- pomiary i rejestracja wielkości szybkozmiennych (ciśnienia wtrysku i spalania);
- obliczanie parametrów silnikowych;
- wyznaczanie charakterystyki:
- prędkościowej,
- obciążeniowej,
- regulacyjnej,
- zewnętrznej,
- mocy częściowych,
- ogólnej,
- regulatorowej,
- biegu luzem;
- prace badawczo-rozwojowe silników tłokowych o mocy w przedziale od 30 do 400 kW
- optymalizacja procesu spalania, dobór układu dolotowego, dobór aparatury wtryskowej oraz turbodoładowania.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silników elektrycznych umożliwia wykonanie map sprawności maszyn elektrycznych, czyli wykresów pokazujących jak wygląda sprawność silnika elektrycznego lub generatora w zależności od prędkości obrotowej i obciążenia (momentu obrotowego).
Możliwości badawcze
Parametry mechaniczne silników elektrycznych, które możemy
testować:
- momentomierz nr 1:
- maksymalny moment 100 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 12 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 125,67 kW;
- momentomierz nr 2:
- maksymalna moment 500 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 366,5 kW;
- w przyszłości momentomierz:
- maksymalna 1000 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 650 kW;
- przybliżone maksymalne gabaryty silnika elektrycznego:
- walec o długości 52 cm i średnicy 32 cm (istnieje możliwość modyfikacji mocowania silników i ramy pod większe silniki).
Badania silników elektrycznych – parametry falowników Ł-ILOT
Parametry elektryczne silników elektrycznych, które możemy
obsłużyć naszymi falownikami:
- falownik nr 1:
- prąd znamionowy 200 A,
- prąd szczytowy 400 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 700 V DC;
- falownik nr 2:
- prąd znamionowy 700 A,
- prąd szczytowy 800 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 450 V DC.
Badania silników elektrycznych – stanowisko badawcze
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników:
- chłodnica wody nr 1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- chłodnica wody nr 2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW.
Badania silników elektrycznych – możliwość prowadzenia prób z falownikami klienta
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z szyny DC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 380 kW;
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z sieci 3×400 V AC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 650 kW.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
W czerwcu 2023 roku ukończono budowę laboratorium napędów hybrydowych, na które składa się hamownia silników elektrycznych oraz hamownia silników tłokowych.
W Łuksiewicz – Instytucie Lotnictwa jest to pierwsze stanowisko badawcze umożliwiające testowanie napędów hybrydowych do zastosowań lotniczych, które odpowiada na potrzeby badawcze rynku lotniczego.
Hamownia napędów hybrydowych
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników
- Chłodnica wody #1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- Chłodnica wody #2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW;
- Chłodnica wody # 3 – maksymalna pojemność cieplna 30 kW.
Parametry testowanego generatora w konfiguracji hybrydy szeregowej (silnik spalinowy + generator ładujący magazyn energii)
- Maksymalna moc elektryczna zwracana do sieci – 80 kW (szczytowa 120 kW) – ograniczenia symulatora baterii
- Maksymalny moment obrotowy 100 Nm, maksymalna prędkość 12 000 obr./min lub maksymalny moment obrotowy 500 Nm, maksymalna prędkość 7 000 obr./min (w zależności od zainstalowanego momentomierza).
Parametry testowanego silnika elektrycznego w konfiguracji hybrydy równoległej (silnik spalinowy + silnik elektryczny napędzający obciążenie)
- Maksymalna moc całkowita napędu hybrydowego nie może przekroczyć 200 kW,
- Maksymalna moc silnika elektrycznego zasilanego z symulatora baterii nie może przekraczać 80 kW
- Maksymalna prędkość 6000 obr./min,
- Maksymalny moment obrotowy 700 Nm,
- Napęd obciążony hamulcem elektrowirowym.
Usługi projektowe
- Zespół może zaprojektować dedykowaną platformę testową dla potrzeb klienta,
- Konsultacje w zakresie doboru komponentów napędu hybrydowego i elektrycznego (silnik spalinowy, silnik elektryczny, generator elektryczny, falowniki, ogniwa do magazynu energii) oraz czujników pomiarowych.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Stanowisko badawcze do realizacji badań napędów kosmicznych, wyposażone w najnowocześniejsze systemy pomiarowe, pozwala na dużą elastyczność, zaspokajając potrzeby wszystkich Klientów. Aplikacja sterująca wykorzystuje dane w czasie rzeczywistym przy pomocy jednostki PXI, co gwarantuje niezawodność i bezpieczeństwo przy minimalnym opóźnieniu i wysokiej częstotliwości akwizycji danych. Odpowiednie procedury obejmują przewidywanie trybów uszkodzeń, co zapewnia maksymalne bezpieczeństwo badanych komponentów i systemów.
Obiekt hamowni wyposażony jest między innymi w:
- układy zapłonu silników,
- układy zasilania,
- pomieszczenie integracyjne,
- sterownię,
- laboratoria chemiczne,
- stanowisko testowe do charakteryzacji wtryskiwaczy zaopatrzone w laserowy system pomiarowy 3D PIV.
W ciągu ostatnich lat, w oparciu o szybkie kamery i termowizję, zdobyliśmy doświadczenie
w rejestracji i analizie pracy:
- urządzeń zapłonowych,
- komór spalania,
- wtryskiwaczy,
- zapłonu hipergolicznego,
- moździerzy,
- startów rakiet.
Badania układów o ciągu do 15 kN realizujemy we własnym zakresie. Badania układów o ciągu do 100 kN wykonywane są w obiektach naszych partnerów.
Badania wirującej detonacji
Detonacja jest rodzajem spalania, w którym naddźwiękowy egzotermiczny front propaguje poprzez mieszaninę paliwa i utleniacza. W ten sposób napędza on falę uderzeniową znajdującą się bezpośrednio przed nim. Rozwój badań nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w silnikach otwiera szereg nowych możliwości, zarówno w sposobie projektowania silników, jak i uzyskaniu wyższych sprawności. Główną zaletą niniejszego rozwiązania jest możliwość zmniejszenia wymiarów silników odrzutowych, co równocześnie oznacza zmniejszenie ich masy oraz kosztów produkcji – największe wyzwanie stojące przed konstruktorami współczesnych silników lotniczych.
W Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa skonstruowaliśmy dwa zautomatyzowane stanowiska laboratoryjne przygotowane do przeprowadzania badań detonacyjnych komór spalania oraz niewielkich silników rakietowych.
W ciągu ostatniej dekady prowadziliśmy intensywne badania nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w różnych silnikach, między innymi turbinowych zasilanych paliwem wodorowym oraz naftą, rakietowych zasilanych metanem i tlenem, a także rakietowo-strumieniowych w cyklu mieszanym. Ostatnio prowadzone są badania nad zastosowaniem ciekłych materiałów pędnych silnika rakietowego, a także nad silnikiem strumieniowym zasilanym naftą lotniczą.
Badania wibroakustyczne
Wykonujemy badania rezonansowe statków powietrznych oraz innych obiektów, również spoza branży lotniczej, celem określenia ich właściwości dynamicznych. Na podstawie wyników prób rezonansowych statków powietrznych prowadzimy analizy numeryczne z zakresu aeroelastyczności, pozwalające wyznaczyć prędkości i postaci flatteru, zgodnie z wymaganiami przepisów lotniczych. Realizujemy badania drgań, badania akustyczne oraz pomiary innych wielkości i parametrów charakteryzujących pracę, umożliwiających diagnozowanie stanu maszyny, urządzenia, pojazdu czy statku powietrznego w warunkach ich eksploatacji. Wykonujemy badania zlecane przez Klientów zewnętrznych, własne prace badawcze oraz prace realizowane w ramach projektów prowadzonych w Instytucie. Mobilność wszelkich elementów wyposażenia laboratorium umożliwia przeprowadzenie analiz w miejscu uzgodnionym z Klientem.
Badania wibroakustyczne – wyposażenie
- wielokanałowe analizatory/rejestratory SCADAS:
- SCADAS LAB – 128 kanałów pomiarowych (wkładki V8),
- SCADAS MOBILE – 64 kanały pomiarowe (wkładki V8E),
- SCADAS MOBILE – 64 kanały pomiarowe (wkładki VB8E – tensometryczne),
- SCADAS MOBILE – 16 kanałów pomiarowych (wkładki V8);
- czujniki przyspieszeń:
- 1-osiowe i 3-osiowe,
- różne rozmiary:
- od 8,6 mm (miniaturowe) do 56 mm (sejsmiczne),
- od 0,3 grama do 210 gramów;
- różne zakresy pomiarowe:
- częstotliwości od 0,5 Hz do 40 000 Hz,
- przyspieszenia od 8·10-6 g do 1000 g;
- łącznie ponad 300 sztuk różnego typu czujników przyspieszeń;
- młotki modalne:
- PCB 086D50 (masa 5,5 kg, zakres 22 kN),
- PCB 086D20 (masa 1,1 kg, zakres 22 kN),
- PCB 086C03 (masa 0,16 kg, zakres 2,2 kN),
- PCB 086C01 (masa 0,1 kg, zakres 444 N),
- PCB 086D80 (masa 4,8 g, zakres 222 N);
- wzbudniki elektrodynamiczne:
- EDSW-200 (2000 N) – 2 szt.,
- PRODERA 20JE20/C (200 N) – 8 szt.,
- PRODERA EX303C (50 N) – 6 szt.,
- TMS 2100E11 (440 N) – 1 szt.,
- LD 100 (8,8 N) – 2 szt.;
- wibrometr laserowy:
- Polytec PSV 500 3D – bezstykowy pomiar drgań;
- akustyka:
- kamera akustyczna,
- mikrofony,
- sonda natężeniowa,
- analizator dźwięku i drgań.
Badania wibroakustyczne – oprogramowanie
- próby rezonansowe/badania drgań – LMS Test.Lab:
- MIMO Sweep & Stepped Sine Testing,
- MIMO Normal Modes Testing,
- Impact Testing,
- Operational Modal Analysis;
- Akustyka – LMS Test.Lab:
- HD Acoustic Camera,
- Sound Intensity Testing,
- Sound Intensity Analysis;
- rejestracja sygnałów w czasie:
- LMS Test.Xpress.
Badania komponentów kosmicznych
W 2023 roku oddano do użytku nowoczesne Centrum Laboratoryjne Napędów Rakietowych i Satelitarnych, które jest uzupełnieniem oferty badawczej Łukasiewicz – Instytutu Lotnictwa w zakresie technologii kosmicznych.
Nowa infrastruktura przeznaczona jest zarówno do realizacji badań kwalifikacyjnych, przemysłowych jak i prac rozwojowych, w tym:
- rozwoju nowych ekologicznych napędów kosmicznych – ich komponentów
i kompletnych systemów, - rozwoju nowych materiałów pędnych, ze szczególnym naciskiem na ekologiczne paliwa hipergoliczne,
- realizacji usług laboratoryjnych dotyczących badań chemicznych,
- rozwoju systemów sterowania do zastosowań kosmicznych i rakietowych.
Badania komponentów kosmicznych – zakres
Prace projektowe i testowe realizowane w ramach technologii kosmicznych, rozwijane są w szeregu laboratoriów, w tym m.in.
Laboratoria badań napędów kosmicznych:
- Hamownia napędów rakietowych – badania w warunkach atmosferycznych dla ciągów do 5 kN,
- Hamownia napędów satelitarnych – badania w warunkach atmosferycznych napędów dla ciągów do 20 N,
- Hamownia napędów kosmicznych – w warunkach próżni dla ciągów do 500 N
- Hamownia napędów wirującej detonacji (RDE) – dla silników na gazowe oraz ciekłe materiały pędne.
Laboratoria chemiczne:
- Laboratorium Katalizatorów
- Laboratorium Paliw Stałych
- Laboratorium Syntezy
- Laboratorium Paliw Ciekłych
- Laboratorium Testów Cieplnych
- Laboratorium Analityczne
Laboratoria testów podsystemów rakietowych i kosmicznych:
- Laboratorium Układów Wykonawczych Sterowania
- Laboratorium Awioniki Kosmicznej, Cleanroom ISO 8
- Laboratorium Zaworów Elektromagnetycznych
Hamownia napędów rakietowych – Badania w warunkach atmosferycznych do 5 kN
Atmosferyczna hamownia rakietowa powstała jako odpowiedź na potrzeby rozwijającego się rynku technologii kosmicznych i obronnych. Stanowi ona nowoczesne, wysokowydajne stanowisko przeznaczone do badań silników w warunkach ciśnienia otoczenia, czyli w środowisku najbardziej reprezentatywnym dla fazy startowej lotu rakiety. Pozwala to na precyzyjną ocenę zachowania układów zapłonowych, charakterystyk spalania, dynamiki przepływów oraz pełnego profilu pracy napędu przy rzeczywistych obciążeniach i dużym udziale instrumentacji.
Dzięki połączeniu zaawansowanej infrastruktury, nowoczesnej aparatury pomiarowej oraz wieloletniej praktyki zespołu badawczego, atmosferyczna hamownia silników rakietowych stanowi jedno z najbardziej kompetentnych i dojrzałych miejsc testowych w kraju i w Europie. Umożliwia realizację badań rozwojowych, certyfikacyjnych i kwalifikacyjnych dla szerokiej gamy silników oraz komponentów napędowych, dostarczając dokładne i niezbędne dane do projektowania, rozwoju i optymalizacji silników rakietowych.
W laboratorium badane są napędy służące do:
- głównych i pomocniczych układów napędowych rakiet,
- korekcji orbit,
- kontroli orientacji obiektu kosmicznego,
- dalekich misji kosmicznych,
- lądowania na innych planetach.
Stanowisko testowe atmosferycznej hamowni silników rakietowych
Hamownia napędów kosmicznych – zakres badań
- badania silników w wersji mono i bipropellant,
- badanie silników rakietowych na zielone materiały pędne:
- ciekłe (nadtlenek wodoru, alkohole, kerozyna, TMPDA, Pirydyna),
- hybrydowe materiały pędne (nadtlenek wodoru, polimery),
- badania silników o ciągu do 5kN,
- badania w pionowej lub poziomej orientacji,
- badania komponentów (zawory, pirotechnika, itp.),
- pomiary wielkości fizycznych: ciśnienie, temperatura, siła, przepływ, drgania.
Hamownia napędów rakietowych – wyposażenie
- Dedykowany budynek – hala testowa, sterownia, warsztat znajdują się w pełni zamkniętej hamowni pozwalającej na testy przez cały rok niezależnie od warunków atmosferycznych. Budynek posiada dodatkowo izolacje akustyczną oraz tłumik hałasów o długości ok. 50 metrów. Specjalnie wzmocnione ściany i systemy bezpieczeństwa zabezpieczają personel testowy oraz przestrzeń otaczającą budynek sprawiając, że codzienna praca na kampusie nie koliduje z prowadzonymi badaniami.
- Stanowisko testowe – stanowisko zbudowane z ramy testowej, wyposażonej w dwie ruchome pionowo płyty umożliwiające montaż obiektów testowych w konfiguracji pionowej oraz poziomej. Materiały stanowiska zostały dobrane w taki sposób, aby zapewnić kompatybilność z nadtlenkiem wodoru oraz chemiczną odporność na paliwa oraz produkty spalania. Dzięki swojej budowie oferuje możliwość łatwego i szybkiego dopasowania mocowania obiektu testu do istniejącej infrastruktury poprzez standardowe interfejsy mechaniczne. Stanowisko jest zmechanizowane ułatwiając obsługę i przyśpieszając operacje testowe. Użytkowa przestrzeń na mocowanie obiektu testu wynosi W x S x G – 2,10 x 1 x 3 m.
- Instalacje zasilania – ośrodek testowy dysponuje trzema, różniącymi się wielkością, parami instalacji zasilania utleniacz-paliwo o pojemnościach 52, 20 lub 8 dm3 materiałów pędnych. Mogą one być dostarczane pod różnymi ciśnieniami – do 40 barA (60 barA dla instalacji 8 dm3) oraz wydatkami – do 2 kg/s. Medium ciśnieniującym jest azot rozprężany z magistrali przez automatyczne, zdalnie sterowane reduktory ciśnienia. Ośrodek posiada bezpośrednie podłączenie do magazynu ciekłego azotu co sprawia, że operacje wymagające nawet największych zasobów azotu nie są problemem.
- Deflektor gazów wylotowych – pozwala na testowanie silników rakietowych w konfiguracji pionowej. Struga gazów wylotowych z silnika jest chłodzona przez system automatycznego wtrysku wody, po czym przekierowywana jest do orientacji poziomej i odprowadzana do tłumika.
- System chłodzenia wodą – hamownia wyposażona jest również w system chłodzenia wodą, który zapewnia stały regulowany przepływ wody odbierającej ciepło z obiektu testu, zabezpieczając go przed przegrzaniem. Długość testu z wykorzystaniem systemu chłodzenia zależna jest od wymagań projektowych. Przy maksymalnej wydajności (4 kg/s) długość testu wynosi około 250 s, zwiększając się wraz ze zmniejszającym się wymaganą intensywnością chłodzenia.
- Warsztat integracyjny – znajdujący się w ośrodku testowym warsztat pozwala na integrację obiektu testów oraz infrastruktury testowej. W skład warsztatu wchodzą podstawowe narzędzia, wyposażenie BHP do pracy z nadtlenkiem wodoru oraz paliwami oraz urządzenia do kontroli jakości (boroskop, mikroskop, narzędzia metrologiczne) i szczelności obiektu testów przy użyciu detektora helu. Warsztat wyposażony jest również w zapas normaliów hydraulicznych i mechanicznych. Jego integralną częścią jest stanowisko elektroniczne z szeroką gamą urządzeń do integracji i diagnostyki urządzeń elektrycznych i elektronicznych (lutownica z odciągiem, oscyloskop, zasilacze laboratoryjne, mikroskop warsztatowy itp.).
- System kontrolno-pomiarowy – infrastruktura kontrolno-pomiarowy opiera się na systemie czasu rzeczywistego zaimplementowanego na platformie PXI od National Instruments. Oprogramowanie rozwijane jest przez zespół wyspecjalizowanych inżynierów-programistów. Dzięki autorskiemu rozwojowi oprogramowanie istnieje możliwość jego szybkiego przystosowania do specyficznych wymagań klientów oraz szybka integracja z dostarczonymi, niestandardowymi rozwiązaniami.
Hamownia napędów rakietowych – możliwości pomiarowe
- Pomiary podstawowych wielkości fizycznych – laboratorium jest w stanie wykonywać pomiary podstawowych wielkości fizycznych takich jak: ciśnienie, temperatura, wydatek przepływu, siła, wibracje. System wyposażony jest w karty pomiarowe, które pozwalają na zbieranie danych pomiarowych z blisko 200 niezależnych kanałów pomiarowych z częstotliwościami sięgającymi 2 MS/s.
- Sygnały sterujące – kontrola nad obiektem testu i innymi urządzeniami wykorzystywanymi podczas testu sprawowana jest również przez system czasu rzeczywistego. Możliwe jest sterowanie blisko 100 niezależnymi wyjściami cyfrowymi, które poprzez zastosowane przekaźniki mogą przełączać urządzenia wymagające różnych wartości sygnału: 5VDC, 24VDC, 28VDC, 230VAC. Dodatkowo możliwe jest wystawianie sygnałów analogowych z zakresu (-10, 10) VDC i 16-bitową rozdzielczością. Największa możliwa częstotliwość zmian linii sterujących podczas testu to 1 kHz.
- System wizyjny – pozwalający na nagrywanie przebiegu testu. Dostępne są standardowe kamery wizyjny nagrywające obraz Full HD z częstotliwościami do 60 Hz, kamery termowizyjne oraz kamery poklatkowe dla szybkozmiennych procesów (częstotliwość nagrywania w odpowiednich warunkach sięga 1 MHz).
- Magazyn urządzeń pomiarowych – w przypadku braku własnej instrumentacji pomiarowej, do dyspozycji klienta są urządzenia takich firm jak Kistler, Keller, ZEPWN, HBM, PCB, Czaki oraz wiele innych.
Hamownia napędów rakietowych – bezpieczeństwo
- Stanowiska testowe są zaprojektowane z myślą o minimalizowaniu ryzyka i negatywnego wpływu na środowisko. Materiały wykorzystane do budowy stanowisk pomiarowych zostały dobrane tak, aby zapewnić kompatybilność z najczęściej stosowanymi materiałami pędnymi.
- Oprogramowanie testowe, pracujące w oparciu o system czasu rzeczywistego, ma możliwość zdefiniowania limitów i analizowania ich na bieżąco w czasie testu. W przypadku wystąpienia nieprawidłowości, system jest w stanie zareagować w czasach nieosiągalnych dla personelu (10 ms) i autonomicznie wdrożyć zaprogramowane procedury bezpieczeństwa.
- Układ gaszenia, który może zostać uruchomiony z pomieszczenia kontrolnego, w razie wystąpienia anomalii testowych. W przypadku zagrożenia wykraczającego poza możliwości systemu gaszenia, pomieszczenie kontrolne wyposażone jest w system alarmowania wyspecjalizowanych jednostek.
Hamownia napędów rakietowych – wsparcie inżynieryjne
W ramach realizacji projektów oprócz przeprowadzania testów i przygotowywania raportów, świadczone są również usługi doradztwa i wsparcia inżynieryjnego.
W ośrodku testowym funkcjonuje zespół wsparcia technicznego zapewniający kompleksową obsługę obiektów testowych oraz infrastruktury wykorzystywanej w procesie integracji, montażu i badań. Kompetencje zespołu obejmują wsparcie techniczne, technologiczne oraz jakościowe na wszystkich etapach realizacji projektów – od przygotowania komponentów i stanowisk, poprzez integrację systemów, aż po obsługę i nadzór nad przebiegiem testów.
Na potrzeby realizowanych prac zespół zapewnia zaplecze infrastrukturalne obejmujące magazyn komponentów z pełnym systemem identyfikacji i identyfikowalności części wykorzystywanych do budowy obiektów testowych i stanowisk badawczych. Do dyspozycji projektów pozostaje również przestrzeń integracyjna wyposażona w dedykowane stanowiska montażowe oraz zaplecze warsztatowe umożliwiające realizację szerokiego zakresu prac montażowych zgodnie z dokumentacją techniczną. Dodatkowo dostępna jest przestrzeń pracy w podwyższonym standardzie czystości (clean room ISO 7) przeznaczona do realizacji prac wymagających kontrolowanych warunków środowiskowych.
Zaplecze techniczne uzupełnia warsztat mechaniczny, który umożliwia wykonywanie prostych elementów, bieżących modyfikacji oraz napraw z wykorzystaniem m.in. obróbki skrawaniem, obróbki ślusarskiej oraz prac spawalniczych. Integralną częścią infrastruktury jest również wewnętrzny dział kontroli jakości, realizujący m.in. kontrolę wymiarową, skanowanie trójwymiarowe a także wspierający zapewnienie jakości w projektach oraz ciśnieniowe i próżniowe testy szczelności z wykorzystaniem detektora helu.
Zespół tworzą doświadczeni specjaliści zapewniający wsparcie techniczne i organizacyjne na każdym etapie przygotowania, integracji oraz realizacji testów, z uwzględnieniem wysokich standardów jakości, bezpieczeństwa pracy oraz dobrych praktyk organizacji stanowisk pracy, w tym metodyki 5S.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silnikowa umożliwia dokonanie precyzyjnych pomiarów obrotów i momentu przy dowolnym obciążeniu silnika, stanowiąc jedyne urządzenie bezpośrednio mierzące parametry silnika, w tym rzeczywisty moment obrotowy silnika w funkcji obrotów.
Możliwości badawcze
Stanowisko testowe lotniczych silników tłokowych pozwala przeprowadzić próby silnikowe
w różnych warunkach pracy, a także określić:
- godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa,
- wykres przebiegu momentu obrotowego w funkcji prędkości obrotowej dla stanów ustalonych.
Realizujemy badania oraz pomiary silników tłokowych w zakresie podstawowych parametrów silnika wg norm krajowych i międzynarodowych.
Posiadamy Certyfikat Akredytacji Laboratorium Badawczego nr AB 130, potwierdzający spełnianie wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005, wydany przez Polskie Centrum Akredytacji.
Badania silników tłokowych i turbowałowych – zakres badań
- pomiary temperatury w zakresie 0-1000°C;
- pomiary prędkości obrotowej;
- pomiary momentu obrotowego;
- pomiary zużycia paliwa;
- pomiary zużycia powietrza i wydatku spalin;
- pomiary i rejestracja wielkości szybkozmiennych (ciśnienia wtrysku i spalania);
- obliczanie parametrów silnikowych;
- wyznaczanie charakterystyki:
- prędkościowej,
- obciążeniowej,
- regulacyjnej,
- zewnętrznej,
- mocy częściowych,
- ogólnej,
- regulatorowej,
- biegu luzem;
- prace badawczo-rozwojowe silników tłokowych o mocy w przedziale od 30 do 400 kW
- optymalizacja procesu spalania, dobór układu dolotowego, dobór aparatury wtryskowej oraz turbodoładowania.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silników elektrycznych umożliwia wykonanie map sprawności maszyn elektrycznych, czyli wykresów pokazujących jak wygląda sprawność silnika elektrycznego lub generatora w zależności od prędkości obrotowej i obciążenia (momentu obrotowego).
Możliwości badawcze
Parametry mechaniczne silników elektrycznych, które możemy
testować:
- momentomierz nr 1:
- maksymalny moment 100 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 12 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 125,67 kW;
- momentomierz nr 2:
- maksymalna moment 500 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 366,5 kW;
- w przyszłości momentomierz:
- maksymalna 1000 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 650 kW;
- przybliżone maksymalne gabaryty silnika elektrycznego:
- walec o długości 52 cm i średnicy 32 cm (istnieje możliwość modyfikacji mocowania silników i ramy pod większe silniki).
Badania silników elektrycznych – parametry falowników Ł-ILOT
Parametry elektryczne silników elektrycznych, które możemy
obsłużyć naszymi falownikami:
- falownik nr 1:
- prąd znamionowy 200 A,
- prąd szczytowy 400 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 700 V DC;
- falownik nr 2:
- prąd znamionowy 700 A,
- prąd szczytowy 800 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 450 V DC.
Badania silników elektrycznych – stanowisko badawcze
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników:
- chłodnica wody nr 1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- chłodnica wody nr 2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW.
Badania silników elektrycznych – możliwość prowadzenia prób z falownikami klienta
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z szyny DC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 380 kW;
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z sieci 3×400 V AC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 650 kW.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
W czerwcu 2023 roku ukończono budowę laboratorium napędów hybrydowych, na które składa się hamownia silników elektrycznych oraz hamownia silników tłokowych.
W Łuksiewicz – Instytucie Lotnictwa jest to pierwsze stanowisko badawcze umożliwiające testowanie napędów hybrydowych do zastosowań lotniczych, które odpowiada na potrzeby badawcze rynku lotniczego.
Hamownia napędów hybrydowych
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników
- Chłodnica wody #1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- Chłodnica wody #2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW;
- Chłodnica wody # 3 – maksymalna pojemność cieplna 30 kW.
Parametry testowanego generatora w konfiguracji hybrydy szeregowej (silnik spalinowy + generator ładujący magazyn energii)
- Maksymalna moc elektryczna zwracana do sieci – 80 kW (szczytowa 120 kW) – ograniczenia symulatora baterii
- Maksymalny moment obrotowy 100 Nm, maksymalna prędkość 12 000 obr./min lub maksymalny moment obrotowy 500 Nm, maksymalna prędkość 7 000 obr./min (w zależności od zainstalowanego momentomierza).
Parametry testowanego silnika elektrycznego w konfiguracji hybrydy równoległej (silnik spalinowy + silnik elektryczny napędzający obciążenie)
- Maksymalna moc całkowita napędu hybrydowego nie może przekroczyć 200 kW,
- Maksymalna moc silnika elektrycznego zasilanego z symulatora baterii nie może przekraczać 80 kW
- Maksymalna prędkość 6000 obr./min,
- Maksymalny moment obrotowy 700 Nm,
- Napęd obciążony hamulcem elektrowirowym.
Usługi projektowe
- Zespół może zaprojektować dedykowaną platformę testową dla potrzeb klienta,
- Konsultacje w zakresie doboru komponentów napędu hybrydowego i elektrycznego (silnik spalinowy, silnik elektryczny, generator elektryczny, falowniki, ogniwa do magazynu energii) oraz czujników pomiarowych.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Stanowisko badawcze do realizacji badań napędów kosmicznych, wyposażone w najnowocześniejsze systemy pomiarowe, pozwala na dużą elastyczność, zaspokajając potrzeby wszystkich Klientów. Aplikacja sterująca wykorzystuje dane w czasie rzeczywistym przy pomocy jednostki PXI, co gwarantuje niezawodność i bezpieczeństwo przy minimalnym opóźnieniu i wysokiej częstotliwości akwizycji danych. Odpowiednie procedury obejmują przewidywanie trybów uszkodzeń, co zapewnia maksymalne bezpieczeństwo badanych komponentów i systemów.
Obiekt hamowni wyposażony jest między innymi w:
- układy zapłonu silników,
- układy zasilania,
- pomieszczenie integracyjne,
- sterownię,
- laboratoria chemiczne,
- stanowisko testowe do charakteryzacji wtryskiwaczy zaopatrzone w laserowy system pomiarowy 3D PIV.
W ciągu ostatnich lat, w oparciu o szybkie kamery i termowizję, zdobyliśmy doświadczenie
w rejestracji i analizie pracy:
- urządzeń zapłonowych,
- komór spalania,
- wtryskiwaczy,
- zapłonu hipergolicznego,
- moździerzy,
- startów rakiet.
Badania układów o ciągu do 15 kN realizujemy we własnym zakresie. Badania układów o ciągu do 100 kN wykonywane są w obiektach naszych partnerów.
Badania wirującej detonacji
Detonacja jest rodzajem spalania, w którym naddźwiękowy egzotermiczny front propaguje poprzez mieszaninę paliwa i utleniacza. W ten sposób napędza on falę uderzeniową znajdującą się bezpośrednio przed nim. Rozwój badań nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w silnikach otwiera szereg nowych możliwości, zarówno w sposobie projektowania silników, jak i uzyskaniu wyższych sprawności. Główną zaletą niniejszego rozwiązania jest możliwość zmniejszenia wymiarów silników odrzutowych, co równocześnie oznacza zmniejszenie ich masy oraz kosztów produkcji – największe wyzwanie stojące przed konstruktorami współczesnych silników lotniczych.
W Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa skonstruowaliśmy dwa zautomatyzowane stanowiska laboratoryjne przygotowane do przeprowadzania badań detonacyjnych komór spalania oraz niewielkich silników rakietowych.
W ciągu ostatniej dekady prowadziliśmy intensywne badania nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w różnych silnikach, między innymi turbinowych zasilanych paliwem wodorowym oraz naftą, rakietowych zasilanych metanem i tlenem, a także rakietowo-strumieniowych w cyklu mieszanym. Ostatnio prowadzone są badania nad zastosowaniem ciekłych materiałów pędnych silnika rakietowego, a także nad silnikiem strumieniowym zasilanym naftą lotniczą.
Hamownia napędów kosmicznych w warunkach próżniowych
Najnowsze w Europie stanowisko do testów napędów rakietowych w warunkach próżniowych, uruchomione w 2023 roku, umożliwia prowadzenie badań silników oraz komponentów w środowisku odwzorowującym warunki panujące w przestrzeni kosmicznej. Precyzyjne pomiary kluczowych parametrów, takich jak ciąg, ciśnienie czy czas pracy, stanowią podstawę optymalizacji, oceny wytrzymałości i niezawodności napędów rakietowych, (satelity) co ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo i powodzenie misji kosmicznych.
Infrastruktura została zaprojektowana z naciskiem na najwyższe standardy bezpieczeństwa. Systemy kontroli, automatyzacji i wielopoziomowego monitoringu minimalizują ryzyko awarii, zapewniając stabilność warunków testowych nawet podczas długotrwałych prób. Dodatkowo wybrane elementy instalacji spełniają wymagania dyrektywy ATEX, co umożliwia bezpieczne prowadzenie operacji w środowisku potencjalnie narażonym na obecność materiałów palnych lub wybuchowych. Zgodność z normami przeciwwybuchowymi zwiększa odporność systemu na zdarzenia niepożądane i podnosi poziom ochrony personelu oraz sprzętu.
W ośrodku testowym funkcjonuje zespół wsparcia technicznego zapewniający kompleksową obsługę obiektów testowych oraz infrastruktury wykorzystywanej w procesie integracji, montażu i badań. Kompetencje zespołu obejmują wsparcie techniczne, technologiczne oraz jakościowe na wszystkich etapach realizacji projektów – od przygotowania komponentów i stanowisk, poprzez integrację systemów, aż po obsługę i nadzór nad przebiegiem testów.
Na potrzeby realizowanych prac zespół zapewnia zaplecze infrastrukturalne obejmujące magazyn komponentów z pełnym systemem identyfikacji i identyfikowalności części wykorzystywanych do budowy obiektów testowych i stanowisk badawczych. Do dyspozycji projektów pozostaje również przestrzeń integracyjna wyposażona w dedykowane stanowiska montażowe oraz zaplecze warsztatowe umożliwiające realizację szerokiego zakresu prac montażowych zgodnie z dokumentacją techniczną. Dodatkowo dostępna jest przestrzeń pracy w podwyższonym standardzie czystości (clean room ISO 7) przeznaczona do realizacji prac wymagających kontrolowanych warunków środowiskowych.
Zaplecze techniczne uzupełnia warsztat mechaniczny, który umożliwia wykonywanie prostych elementów, bieżących modyfikacji oraz napraw z wykorzystaniem m.in. obróbki skrawaniem, obróbki ślusarskiej oraz prac spawalniczych. Integralną częścią infrastruktury jest również wewnętrzny dział kontroli jakości, realizujący m.in. kontrolę wymiarową, skanowanie trójwymiarowe a także wspierający zapewnienie jakości w projektach oraz ciśnieniowe i próżniowe testy szczelności z wykorzystaniem detektora helu.
Zespół tworzą doświadczeni specjaliści zapewniający wsparcie techniczne i organizacyjne na każdym etapie przygotowania, integracji oraz realizacji testów, z uwzględnieniem wysokich standardów jakości, bezpieczeństwa pracy oraz dobrych praktyk organizacji stanowisk pracy, w tym metodyki 5S.
Hamownia napędów kosmicznych – zakres badań
- badania kwalifikacyjne do lotu napędów kosmicznych o ciągu od 0,25 do 500 N, wykorzystujących nietoksyczne materiały pędne,
- badania kwalifikacyjne kompletnych systemów napędowych o ciągu do 500 N,
- badania rozwojowe na wyższym poziomie gotowości technologicznej (TRL 6-8),
- możliwość przeprowadzania testów do 2 godzin ciągłej pracy (dla silników o ciągu 500N).
Hamownia napędów kosmicznych – wyposażenie
Posiadamy stanowisko badawcze oparte na pionowym układzie komory próżniowej, stanowiące centralny element infrastruktury testowej. W skład infrastruktury wchodzą:
Komora próżniowa
- pojemność 5m3
- wyposażona w chłodzone stanowisko badawcze z systemem autokalibracji układu pomiarowego siły.
- komora posiada szereg autorskich rozwiązań technologicznych pozwalających na dokładną weryfikacje wszystkich parametrów pracy napędu lub całego systemu napędowego (z własnym układem zasilania w materiał pędny)
Dyfuzor
- współczynnik odzysku ciśnienia 1:15 – 1:45
- chłodzony zewnętrznym natryskiem wodnym pozwalającym na ciągłe utrzymanie warunków obniżonego ciśnienia i weryfikacje pracy napędu w warunkach próżniowych
System chłodzenia
- chłodnicę gazu o mocy 800 kW, temperatura na wlocie do 2250 °C, temperatura na wylocie poniżej 50 °C
- układ chłodzenia 1 500 kW, na bazie wody, obieg zamknięty, do 2200 l/min, 5 bar(g)
System próżniowy
- prędkość pompowania do 30 000 m3/h przy 30 mbar
- próżnia końcowa poniżej 2 mbar
- certyfikat ATEX dla wszystkich zastosowanych komponentów oraz dopuszczalne wysokie stężenie czystego tlenu
- w pełni zautomatyzowane sterowanie oraz systemy bezpieczeństwa
System sterowania
- autorski system sterowania testami, pomiarami oraz bezpieczeństwem
- główny system sterowania zintegrowany ze wszystkimi podsystemami
- szybkość akwizycji do 2 MS/s/ch
- 3 szybkie kamery CCTV
- zaawansowane system wyłączania awaryjnego
- 150 czujników rożnego typu zbierających dane o temperaturach, ciśnieniach, wydatkach przepływów, poziomach płynów, wibracjach i siłach
- 2 kamery termowizyjne
- wspólny zegar czasu i synchronizacji dla kamer i systemów pomiarowych
System zasilania utleniaczem
- kompatybilność z > 98% nadtlenkiem wodoru
- łączna pojemność – 800 l utleniacza
- ciśnienie robocze do 40 bar(g)
- zaawansowany dwustopniowy system bezpieczeństwa
System zasilania paliwem
- możliwość zastosowania różnych rodzajów paliw
- łączna pojemność – 400 l paliwa
- ciśnienie robocze do 40 bar(g)
- zaawansowany dwustopniowy system bezpieczeństwa
Hamownia napędów kosmicznych – zakres badań
- weryfikacja osiągów napędów kosmicznych w realistycznym (próżniowym) środowisku ich działania
- testy wydajności i wytrzymałości
- kwalifikacja komponentów i systemów napędowych
Hamownia silników wykorzystujących zjawisko wirującej detonacji (RDE)
Hamownia napędów detonacyjnych dysponuje stanowiskami do badań silników z wirującą detonacją (Rotating Detonation Engine – RDE) stanowiących innowacyjną technologię znacząco zwiększającą wydajność spalania, która w ostatnim czasie wzbudziła zainteresowanie ośrodków badawczych na całym świecie. Na stanowiskach w obrębie hamowni możliwe jest kontrolowane odwzorowanie parametrów lotu dla napędów strumieniowych RDE oraz wykonywanie kompleksowych pomiarów kluczowych parametrów pracy silników RDE. Pozwala to na zebranie charakterystyk pracy napędu i weryfikację jego możliwości w kontekście zastosowania w napędach nowej generacji do:
- operacji orbitalnych, napędów satelitarnych,
- zastosowań obronnych – pociski, rakiety,
- lotów z prędkościami hipersonicznymi,
- lotów suborbitalnych,
- lądowników.
Wirująca detonacja – zakres badań
- badania eksperymentalne przepływowych silników detonacyjnych RDE (airbreathing RDE) o ciągu w zakresie do 5 kN.
- badania eksperymentalne rakietowych silników detonacyjnych RDE o ciągu w zakresie 10 ÷ 500 N,
- badania eksperymentalne podstawowych parametrów detonacji,
- badania wizualne układów wtryskowych silników RDE
- badania transferu ciepła wraz z rozwojem układów chłodzenia.
Wirująca detonacja – wyposażenie
Hamownia napędów detonacyjnych znajduje się w dedykowanym budynku pozwalającym na prowadzenie badań niezależnie od warunków pogodowych. W jej skład wchodzą m. in.:
- Instalacja zasilania gorącym powietrzem o temperaturze do 180 °C i maksymalnym wydatku 18 kg/s (testy do 1,5 s) z możliwością znacznego wydłużenia czasu trwania testu przy mniejszych wydatkach dzięki kilkustopniowemu systemowi sterowania. Oznacza to, że instalacja pozwala odtworzyć warunki lotu z prędkością rzędu 2 ÷ 3.2 Ma na różnych wysokościach.
- Instalacje zasilania materiałami pędnymi:
- nafta lotnicza (ciekła),
- podtlenek azotu (ciekły),
- propan (ciekły),
- etan (ciekły),
- wodór (gazowy),
- tlen (gazowy),
- metan (gazowy).
- Stanowisko testowe – ramy testowe dostosowane do badania napędów strumieniowych RDE do 5kN oraz napędów rakietowych pozwalają na bezpieczny i sprawny montaż obiektu testów poprzez standardowe interfejsy mechaniczne oraz zapewniając pomiar ciągu silnika. Dodatkowo stanowisko wyposażono w specjalny komin odprowadzający gazy wylotowe z silników.
- System wizyjny – pozwala na obserwację przebiegu testu, ale przede wszystkim na analizę szybkozmiennego samopodtrzymującego się procesu detonacji zachodzącego w komorze spalania. W skład systemu wchodzi też kamera termowizyjna.
- Warsztat integracyjny – warsztat znajdujący się w obrębie hamowni umożliwia integrację obiektu testów na stanowisku. Wyposażono go w podstawowe narzędzia, wyposażenie BHP oraz urządzenia do kontroli jakości i szczelności obiektu testowego z wykorzystaniem detektora helu. Warsztat posiada również zapas normaliów hydraulicznych i mechanicznych. Jego integralną część stanowi stanowisko elektroniczne z szeroką gamą urządzeń do integracji i diagnostyki urządzeń elektrycznych i elektronicznych.
- W ośrodku testowym funkcjonuje zespół wsparcia technicznego zapewniający kompleksową obsługę obiektów testowych oraz infrastruktury wykorzystywanej w procesie integracji, montażu i badań. Kompetencje zespołu obejmują wsparcie techniczne, technologiczne oraz jakościowe na wszystkich etapach realizacji projektów – od przygotowania komponentów i stanowisk, poprzez integrację systemów, aż po obsługę i nadzór nad przebiegiem testów.
Na potrzeby realizowanych prac zespół zapewnia zaplecze infrastrukturalne obejmujące magazyn komponentów z pełnym systemem identyfikacji i identyfikowalności części wykorzystywanych do budowy obiektów testowych i stanowisk badawczych. Do dyspozycji projektów pozostaje również przestrzeń integracyjna wyposażona w dedykowane stanowiska montażowe oraz zaplecze warsztatowe umożliwiające realizację szerokiego zakresu prac montażowych zgodnie z dokumentacją techniczną. Dodatkowo dostępna jest przestrzeń pracy w podwyższonym standardzie czystości (clean room ISO 7) przeznaczona do realizacji prac wymagających kontrolowanych warunków środowiskowych.
Wirująca detonacja – możliwości pomiarowe
System pomiarowy oparty na oprogramowaniu LabView wyposażony jest w czujniki do pomiarów stabilności procesu detonacji, w tym:
- piezokwarcowe czujniki ciśnienia KISTLER 603CAB o częstotliwości pomiarowej 1 MHz i zakresie 0-1000 bar,
- czujniki ciśnienia uśrednionego w komorze spalania, Rurka Pitota
- sondy wielu zmiennych sprawdzonych dostawców,
- termopary: typ K, typ B,
- kamery termowizyjne,
- przepływomierze Coriolisa 20 g/s- 2200 g/s,
- zwężki Venturi zgodnie z PN-EN ISO 5167-3,
- układ grzewczy do materiałów pędnych (moc całkowita 3 kW),
- elektrozawory, manometry,
- karty pomiarowe National Instruments,
- kalibrator czujników ciśnienia.
Wirująca detonacja – bezpieczeństwo
Testy wykonywane są w specjalnie przystosowanych do tego pomieszczeniach pozwalających na odseparowanie personelu obsługującego testy od stanowiska badawczego, przy jednoczesnej kontroli przebiegu badań. Dzięki pancernej szybie oraz nagraniom z kamery szybkiej możliwe jest prowadzenie obserwacji. Instalacje zasilania w materiały pędne oraz system przygotowania powietrza wyposażono w zautomatyzowany system kontrolno-pomiarowy, który reaguje na przekroczenia alarmowych parametrów, automatycznie przerywając test poprzez odcięcie dopływu. Dodatkowo personel ma możliwość ręcznego przeprowadzenia procedury doprowadzenia wszystkich instalacji do stanu bezpiecznego. Stanowiska testowe wyposażone są również w kompleksowe zabezpieczenia przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe z certyfikacją ATEX oraz w systemy wentylacji. dostosowane do materiałów pędnych wykorzystywanych podczas badań.
Laboratoria chemiczne
Rozbudowane w 2023 roku Laboratorium badań chemicznych dla zastosowań kosmicznych, umożliwia badania własności fizyko-chemicznych i kompatybilności chemicznej materiałów pędnych na skalę światową.
Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa jest wiodącą w Polsce i na świecie jednostką prowadzącą prace badawczo-rozwojowe w dziedzinie ekologicznych napędów rakietowych. Głównym obszarem zainteresowań i specjalizacji są ekologiczne napędy ciekłe i hybrydowe, oparte na ponad 98% nadtlenku wodoru, jak również innowacyjne paliwa hipergoliczne.
Własne możliwości produkcji (w oparciu o opatentowaną metodę) nadtlenku wodoru o stężeniu przekraczającym 98% pozwalają na niezależność w przygotowaniach do testów silników i innych komponentów wykorzystujących HTP.
Laboratorium materiałów pędnych – zadania
- Badania nad paliwami do nowych ciekłych, hybrydowych i żelowych układów napędowych.
- Badania paliw hipergolicznych z nadtlenkiem wodoru (wytwarzanie, długotrwałe przechowywanie, pasywacja oraz badania kompatybilności).
- Badania trwałości chemicznej paliw, zawierających dodatki katalityczne i/lub energetyczne.
- Badania parametrów fizykochemicznych, użytecznych pod względem zastosowań napędowych.
- Opracowanie zaawansowanych małosmugowych stałych rakietowych materiałów pędnych.
- Badania nad wysokowydajnymi ekologicznymi paliwami i utleniaczami nowej generacji.
- Rozwój katalizatorów do zastosowań z jednoskładnikowymi materiałami pędnymi.
- Badania kompatybilności chemicznej różnych materiałów konstrukcyjnych z cieczami roboczymi.
- Opracowania składów paliw, spontanicznie reagujących z nadtlenkiem wodoru (hipergolicznych).
Laboratoria chemiczne – wyposażenie
- spektrometr Nicolet iS50 FT-IR z wbudowanym ATR.
- mikroskop cyfrowy Vhx 7000.
- laboratoryjny piec muflowy typu FCF 22 SHM.
- wibracyjną wytrząsarkę sitową AS Control.
- młyn planetarno-kulowy PM 100.
- stanowisko do odlewania stałych rakietowych materiałów pędnych
Otrzymane prototypy materiałów pędnych w procesie odlewania i po termicznym kondycjonowaniu muszą posiadać badania pod kątem spełnienia wymagań założonych parametrów – właściwości balistycznych, mechanicznych, termochemicznych, jak i bezpieczeństwa jego użytkowania. Dopiero mając gotowy i właściwie scharakteryzowany materiał pędny można przystąpić do testów kompletnych silników, które również wykonywane są w Instytucie na stanowiskach badawczych w próżni lub w atmosferze. Skupienie zaplecza badawczego w jednym miejscu, pozwala na kompleksowe prowadzenie badań rozwojowych w zakresie stałych materiałów pędnych, przy jednoczesnym zwiększeniu ich bezpieczeństwa.
Laboratorium testów podsystemów rakietowych i kosmicznych
Rozwój technologii i testy komponentów silników rakietowych i satelitarnych na ciekłe, stałe, gazowe oraz żelowe materiały pędne o obniżonej toksyczności jest naturalnym uzupełnieniem oferty Instytutu. Wraz z opracowaniem rodziny silników rakietowych planowane są prace nad pozostałymi składnikami systemów napędowych, wliczając w to: zbiorniki na materiały pędne, zawory, filtry, przewody, struktury, interfejsy, podsystemy zasilania ciśnieniowego gazem obojętnym i systemy sterowania. Oprócz własnych prac B+R, oferujmy testy i usługi projektowania i doradztwa inżynierskiego dla klientów zewnętrznych oraz w ramach konsorcjów projektowych.
Prace w ramach projektowania i testów podsystemów kosmicznych odbywają się w:
- Laboratorium Układów Wykonawczych Sterowania
- Laboratorium Awioniki Kosmicznej
- Cleanroom klasy ISO 7 oraz ISO 8
- Laboratorium Zaworów Elektromagnetycznych
Laboratorium Układów Wykonawczych Sterowania
W laboratorium prowadzone są prace z zakresu integracji i testów precyzyjnych układów mechanicznych i elektromechanicznych do zastosowań rakietowych i satelitarnych. Posiadane wyposażenie pozwala na prowadzenie przeprowadzenie identyfikacji statycznej i dynamicznej tego typu układów w zakresie sił od 0 do 500 N i momentów od 0 do 50 Nm. Badaniom w laboratorium mogą podlegać mechanizmy o działaniu liniowym i kątowym, na przykład elementy wykonawcze do systemów sterowania aerodynamicznego lub wektorowania ciągu.
W ramach prowadzonych testów możliwa jest też integracja testowanych układów z komputerem czasu rzeczywistego, co umożliwia prowadzenie badań HiL w sprzężeniu z zamodelowanym środowiskiem wirtualnym.
Laboratorium wyposażone jest również w stanowisko na łożysku powietrznym, pozwalające na testy bezwładnościowych jednostek pomiarowych (IMU) oraz układów orientacji przestrzennej do rakiet i satelitów.
Laboratorium zaworów elektromagnetycznych
Pozwala na prowadzenie kompleksowych badań tych komponentów zarówno podczas testów statycznych jak i przepływowych. Począwszy od prób szczelności, poprzez testy funkcjonalne, po wyznaczanie ciśnienia rozerwania. Laboratorium wyposażone jest m.in. w:
- detektor helu umożliwiający precyzyjne ustalenie szczelności zaworu,
- stanowisko przepływowe, w linie którego wpinany jest obiekt testowy w celu oceny jego pracy w warunkach docelowych.
Wyposażone w dwie linie hydrauliczne stanowisko umożliwia równoczesne badania pary zaworów, a także zaworów dwuprzepływowych, w których linia paliwa i utleniacza obsługiwana jest wspólnym siłownikiem.
Laboratorium testów podsystemów rakietowych i kosmicznych – zadania
Laboratorium pozwala m.in. na:
- badania przepływowe zaworów z natężeniem przepływu od 0,2 do 50 g/s (dla wody) i ciśnieniem do 40 bar
- sprawdzenie szczelności wewnętrznej/zewnętrznej a także ciśnienia rozszczelnienia przy przepływie wstecznym
- wyznaczenie czasu reakcji (otwarcia/zamknięcia zaworu)
- wyznaczenie charakterystyki spadku ciśnienia
- wyznaczenie czystości zaworu
- ocenę odporności na udary wodne (ang. waterhammer)
- ocenę żywotności poprzez testy wysokocyklowe
- wyznaczenie parametrów elektrycznych, tj. poboru mocy, oporów izolacji/cewki/połączeń wyrównawczych, napięcia otwarcia i zamknięcia.
Badania podwozi
Jesteśmy wiodącym w Polsce centrum projektowania i testowania podwozi lotniczych. Znaczna część podwozi lotniczych samolotów i śmigłowców produkowanych w polskich fabrykach została zaprojektowana oraz przebadana w naszym laboratorium, które oferuje zestaw kompleksowych usług inżynierskich, takich jak projektowanie, analizy, badania i nadzór nad wykonaniem prototypów. Prowadzimy m.in. badania podwozi, hamulców oraz innych konstrukcji, w zakresie:
- energochłonności,
- wytrzymałości statycznej,
- dynamicznej i zmęczeniowej,
- charakterystyk dynamicznych,
- funkcjonalnych,
- odporności na obciążenia udarowe zgodnie z przepisami FAR, EASA, MIL, AP.
Posiadamy akredytację Polskiego Centrum Akredytacji o numerze AB-131.
Wśród celów, jakie sobie stawiamy, znajduje się rozwój technologii, proponowanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych, ich weryfikacja metodami badawczymi, budowa stanowisk badawczych czy nadzór nad realizacją prototypów demonstratorów technologii.
Badania podwozi – zakres badawczy (zgodny z zakresem akredytacji)
- siła: 0,1 do 400 kN;
- przemieszczenie: 0,05 do 2400 mm;
- odkształcenia względne: 10 do 15000 μm/m;
- prędkość obrotowa: 10 do 20000 obr./min.;
- przyspieszenie: 0 do 200 m/s²;
- ciśnienie: 0 do 60 MPa;
- temperatura: -40°C do +1084°C.
Metody pomiarowe:
- pomiary elektryczne wielkości fizycznych;
- pomiary termowizyjne kamerą FLIR SC645 (poza akredytacją);
- pomiary szybką kamerą Phantom VEO 410L (poza akredytacją).
Badania podwozi – zakres
Badania podwozi obejmują m. in.:
- podwozia lotnicze,
- hamulce,
- łożyska,
- materiały cierne,
- amortyzatory,
- tłumiki,
- energochłonność,
- wytrzymałość statyczna i dynamiczna,
- zmęczenie,
- charakterystyki dynamiczne i funkcjonalne,
- odporność na obciążenia udarowe.
Stanowisko do zrzutów młot 3 T z bieżnią
Młot przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania oraz kołowania, badania drgań „shimmy” podwozi, jak również testowania hamulców, kół i ogumienia. Stanowisko umożliwia zadawanie obciążeń dynamicznych w postaci przejazdu przez przeszkodę.
Stanowisko do zrzutów młot 3 T z bieżnią – specyfikacja stanowiska
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 3 T (możliwość rozszerzenia do 6,5 T w przypadku badań kół);
- maksymalna siła pionowa przy zrzucie: 118 kN;
- prędkość maksymalna obrotowa bieżni: 800 rpm;
- prędkość maksymalna obwodowa bieżni: 58,6 m/s;
- średnica/szerokość bieżni: 1400 mm/530 mm;
- momenty bezwładności bieżni (regulowane):
- I1 = 294 kgm²,
- I2 = 550 kgm²,
- I3 = 588 kgm²,
- I4 = 843 kgm².
Stanowisko do zrzutów młot 3 T z bieżnią – charakterystyka badawcza
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy „shimmy”,
- najazd na przeszkodę,
- badania hamulców,
- toczenie kół.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silnikowa umożliwia dokonanie precyzyjnych pomiarów obrotów i momentu przy dowolnym obciążeniu silnika, stanowiąc jedyne urządzenie bezpośrednio mierzące parametry silnika, w tym rzeczywisty moment obrotowy silnika w funkcji obrotów.
Możliwości badawcze
Stanowisko testowe lotniczych silników tłokowych pozwala przeprowadzić próby silnikowe
w różnych warunkach pracy, a także określić:
- godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa,
- wykres przebiegu momentu obrotowego w funkcji prędkości obrotowej dla stanów ustalonych.
Realizujemy badania oraz pomiary silników tłokowych w zakresie podstawowych parametrów silnika wg norm krajowych i międzynarodowych.
Posiadamy Certyfikat Akredytacji Laboratorium Badawczego nr AB 130, potwierdzający spełnianie wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005, wydany przez Polskie Centrum Akredytacji.
Badania silników tłokowych i turbowałowych – zakres badań
- pomiary temperatury w zakresie 0-1000°C;
- pomiary prędkości obrotowej;
- pomiary momentu obrotowego;
- pomiary zużycia paliwa;
- pomiary zużycia powietrza i wydatku spalin;
- pomiary i rejestracja wielkości szybkozmiennych (ciśnienia wtrysku i spalania);
- obliczanie parametrów silnikowych;
- wyznaczanie charakterystyki:
- prędkościowej,
- obciążeniowej,
- regulacyjnej,
- zewnętrznej,
- mocy częściowych,
- ogólnej,
- regulatorowej,
- biegu luzem;
- prace badawczo-rozwojowe silników tłokowych o mocy w przedziale od 30 do 400 kW
- optymalizacja procesu spalania, dobór układu dolotowego, dobór aparatury wtryskowej oraz turbodoładowania.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silników elektrycznych umożliwia wykonanie map sprawności maszyn elektrycznych, czyli wykresów pokazujących jak wygląda sprawność silnika elektrycznego lub generatora w zależności od prędkości obrotowej i obciążenia (momentu obrotowego).
Możliwości badawcze
Parametry mechaniczne silników elektrycznych, które możemy
testować:
- momentomierz nr 1:
- maksymalny moment 100 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 12 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 125,67 kW;
- momentomierz nr 2:
- maksymalna moment 500 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 366,5 kW;
- w przyszłości momentomierz:
- maksymalna 1000 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 650 kW;
- przybliżone maksymalne gabaryty silnika elektrycznego:
- walec o długości 52 cm i średnicy 32 cm (istnieje możliwość modyfikacji mocowania silników i ramy pod większe silniki).
Badania silników elektrycznych – parametry falowników Ł-ILOT
Parametry elektryczne silników elektrycznych, które możemy
obsłużyć naszymi falownikami:
- falownik nr 1:
- prąd znamionowy 200 A,
- prąd szczytowy 400 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 700 V DC;
- falownik nr 2:
- prąd znamionowy 700 A,
- prąd szczytowy 800 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 450 V DC.
Badania silników elektrycznych – stanowisko badawcze
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników:
- chłodnica wody nr 1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- chłodnica wody nr 2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW.
Badania silników elektrycznych – możliwość prowadzenia prób z falownikami klienta
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z szyny DC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 380 kW;
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z sieci 3×400 V AC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 650 kW.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
W czerwcu 2023 roku ukończono budowę laboratorium napędów hybrydowych, na które składa się hamownia silników elektrycznych oraz hamownia silników tłokowych.
W Łuksiewicz – Instytucie Lotnictwa jest to pierwsze stanowisko badawcze umożliwiające testowanie napędów hybrydowych do zastosowań lotniczych, które odpowiada na potrzeby badawcze rynku lotniczego.
Hamownia napędów hybrydowych
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników
- Chłodnica wody #1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- Chłodnica wody #2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW;
- Chłodnica wody # 3 – maksymalna pojemność cieplna 30 kW.
Parametry testowanego generatora w konfiguracji hybrydy szeregowej (silnik spalinowy + generator ładujący magazyn energii)
- Maksymalna moc elektryczna zwracana do sieci – 80 kW (szczytowa 120 kW) – ograniczenia symulatora baterii
- Maksymalny moment obrotowy 100 Nm, maksymalna prędkość 12 000 obr./min lub maksymalny moment obrotowy 500 Nm, maksymalna prędkość 7 000 obr./min (w zależności od zainstalowanego momentomierza).
Parametry testowanego silnika elektrycznego w konfiguracji hybrydy równoległej (silnik spalinowy + silnik elektryczny napędzający obciążenie)
- Maksymalna moc całkowita napędu hybrydowego nie może przekroczyć 200 kW,
- Maksymalna moc silnika elektrycznego zasilanego z symulatora baterii nie może przekraczać 80 kW
- Maksymalna prędkość 6000 obr./min,
- Maksymalny moment obrotowy 700 Nm,
- Napęd obciążony hamulcem elektrowirowym.
Usługi projektowe
- Zespół może zaprojektować dedykowaną platformę testową dla potrzeb klienta,
- Konsultacje w zakresie doboru komponentów napędu hybrydowego i elektrycznego (silnik spalinowy, silnik elektryczny, generator elektryczny, falowniki, ogniwa do magazynu energii) oraz czujników pomiarowych.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Stanowisko badawcze do realizacji badań napędów kosmicznych, wyposażone w najnowocześniejsze systemy pomiarowe, pozwala na dużą elastyczność, zaspokajając potrzeby wszystkich Klientów. Aplikacja sterująca wykorzystuje dane w czasie rzeczywistym przy pomocy jednostki PXI, co gwarantuje niezawodność i bezpieczeństwo przy minimalnym opóźnieniu i wysokiej częstotliwości akwizycji danych. Odpowiednie procedury obejmują przewidywanie trybów uszkodzeń, co zapewnia maksymalne bezpieczeństwo badanych komponentów i systemów.
Obiekt hamowni wyposażony jest między innymi w:
- układy zapłonu silników,
- układy zasilania,
- pomieszczenie integracyjne,
- sterownię,
- laboratoria chemiczne,
- stanowisko testowe do charakteryzacji wtryskiwaczy zaopatrzone w laserowy system pomiarowy 3D PIV.
W ciągu ostatnich lat, w oparciu o szybkie kamery i termowizję, zdobyliśmy doświadczenie
w rejestracji i analizie pracy:
- urządzeń zapłonowych,
- komór spalania,
- wtryskiwaczy,
- zapłonu hipergolicznego,
- moździerzy,
- startów rakiet.
Badania układów o ciągu do 15 kN realizujemy we własnym zakresie. Badania układów o ciągu do 100 kN wykonywane są w obiektach naszych partnerów.
Badania wirującej detonacji
Detonacja jest rodzajem spalania, w którym naddźwiękowy egzotermiczny front propaguje poprzez mieszaninę paliwa i utleniacza. W ten sposób napędza on falę uderzeniową znajdującą się bezpośrednio przed nim. Rozwój badań nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w silnikach otwiera szereg nowych możliwości, zarówno w sposobie projektowania silników, jak i uzyskaniu wyższych sprawności. Główną zaletą niniejszego rozwiązania jest możliwość zmniejszenia wymiarów silników odrzutowych, co równocześnie oznacza zmniejszenie ich masy oraz kosztów produkcji – największe wyzwanie stojące przed konstruktorami współczesnych silników lotniczych.
W Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa skonstruowaliśmy dwa zautomatyzowane stanowiska laboratoryjne przygotowane do przeprowadzania badań detonacyjnych komór spalania oraz niewielkich silników rakietowych.
W ciągu ostatniej dekady prowadziliśmy intensywne badania nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w różnych silnikach, między innymi turbinowych zasilanych paliwem wodorowym oraz naftą, rakietowych zasilanych metanem i tlenem, a także rakietowo-strumieniowych w cyklu mieszanym. Ostatnio prowadzone są badania nad zastosowaniem ciekłych materiałów pędnych silnika rakietowego, a także nad silnikiem strumieniowym zasilanym naftą lotniczą.
Stanowisko do zrzutów młot 10 T
Młot 10 T przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania. Możliwe jest także przeprowadzenie prób udarowych, na przykład tłumików czy amortyzatorów, jak również prób określających zdolność pochłaniania energii (crash).
Stanowisko do zrzutów młot 10 T – specyfikacja stanowiska
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 10 T;
- maksymalne siły przy zrzucie:
- siła pionowa 392 kN,
- siła pozioma 196 kN,
- siła boczna 157 kN;
- maksymalne ciśnienie odboju (odciążenie): 3 MPa;
- maksymalna prędkość rozkręcania koła: 111 m/s;
- maksymalna prędkość opadania: do 8 m/s – zależna od wysokości badanego obiektu.
Stanowisko do zrzutów młot 10 T – charakterystyka badawcza
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy statyczne kół,
- testy funkcjonalne.
Analizy
Podstawowy zakres oferowanych przez nas analiz:
- obciążenia statyczne i dynamiczne elementów podwozi lotniczych oraz innych konstrukcji;
- analizy drgań typu „shimmy”;
- analizy sztywnościowo-wytrzymałościowe, podatności elementów składowych lub całych podwozi lotniczych oraz innych konstrukcji (w tym kompozytowych);
- optymalizacja i integracja elementów podwozia lotniczego oraz innych konstrukcji, układu hamulcowego, amortyzatorów;
- zjawiska towarzyszące procesowi hamowania (dynamika, zjawiska cieplne, drgania);
- ocena trwałości elementów podwozi lotniczych oraz innych konstrukcji metodami analitycznymi i doświadczalnymi;
- analizy numeryczne energochłonności materiałów;
- projektowanie i analizy energochłonnych struktur siatkowych (lattice structures) wykonywanych metodami przyrostowymi (druk 3D);
- symulacje numeryczne badań zrzutowych podwozi;
Analizy wykonujemy przy użyciu pakietów:
- MSC NASTRAN/PATRAN,
- FEMAP/NASTRAN,
- HYPER WORKS,
- analizy dynamiczne przy użyciu LS-DYNA.
Badania dynamiczne
Badania hamulców i materiałów ciernych
Badania hamulców i materiałów ciernych
Zachowanie elementów konstrukcyjnych określane jest nie tylko w próbach statycznych, ale również w wyniku realizacji prób dynamicznych. Tego rodzaju badania wytrzymałościowe, stanowiące jedną z podstawowych metod oceny własności konstrukcji oraz ich elementów, umożliwiają wyznaczenie dynamicznych właściwości mechanicznych. Testy dynamiczne odgrywają istotne znaczenie w przypadku obiektów przewidzianych do eksploatacji w warunkach dynamicznego obciążenia.
Badania dynamiczne – możliwości badawcze
Realizujemy dynamiczne próby wytrzymałościowe kompletnych konstrukcji i ich elementów. Wykonujemy badania konstrukcji wg indywidualnych zamówień Klientów, łącznie
z przygotowaniem projektu oraz budową stanowiska badawczego.
Badania dynamiczne – wyposażenie:
STANOWISKO DO ZRZUTÓW MŁOT 3 T Z BIEŻNIĄ
Młot przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania oraz kołowania, badania drgań „shimmy” podwozi, jak również testowania hamulców, kół i ogumienia. Stanowisko umożliwia zadawanie obciążeń dynamicznych w postaci przejazdu przez przeszkodę.
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 3 T (możliwość rozszerzenia do 6,5 T w przypadku badań kół);
- maksymalna siła pionowa przy zrzucie: 118 kN;
- prędkość maksymalna obrotowa bieżni: 800 rpm;
- prędkość maksymalna obwodowa bieżni: 58,6 m/s;
- średnica/szerokość bieżni: 1400 mm/530 mm;
- momenty bezwładności bieżni (regulowane):
- I1 = 294 kgm²,
- I2 = 550 kgm²,
- I3 = 588 kgm²,
- I4 = 843 kgm².
Charakterystyka badawcza:
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy „shimmy”,
- najazd na przeszkodę,
- badania hamulców,
- toczenie kół.
STANOWISKO DO ZRZUTÓW MŁOT 10 T
Młot 10 T przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania. Możliwe jest także przeprowadzenie prób udarowych, na przykład tłumików czy amortyzatorów, jak również prób określających zdolność pochłaniania energii (crash).
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 10 T;
- maksymalne siły przy zrzucie:
- siła pionowa 392 kN,
- siła pozioma 196 kN,
- siła boczna 157 kN;
- maksymalne ciśnienie odboju (odciążenie): 3 MPa;
- maksymalna prędkość rozkręcania koła: 111 m/s;
- maksymalna prędkość opadania: do 8 m/s – zależna od wysokości badanego obiektu.
Charakterystyka badawcza:
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy statyczne kół,
- testy funkcjonalne.
Stanowisko do badań materiałów ciernych IL-68
Modelowanie zjawisk fizycznych, jakie zachodzą w hamulcach w momencie hamowania maszyny (pojazdu, samolotu), a w szczególności do modelowania zjawiska tzw. udaru cieplnego. Cykl hamowania do zerowej prędkości trwa jedynie 10 ÷ 15 s. W tym czasie na powierzchni roboczej hamulca wydziela się tak duża ilość ciepła, że powstaje udar cieplny skierowany w głąb elementów pary ciernej.
Stanowisko badawcze IL-68 umożliwia odtworzenie zjawisk zachodzących na powierzchni tarcia badanych próbek, a zarazem uzyskiwanie i pomiar szeregu parametrów charakteryzujących warunki pracy hamulca oraz współpracy par ciernych. W naszej ofercie znajdują się również badania odporności cieplnej materiałów na klocki hamulcowe oraz innych par ciernych.
Stanowisko do badań materiałów ciernych IL-68 – specyfikacja stanowiska
- maksymalna prędkość obrotowa wału napędowego: 9000 rpm;
- moment bezwładności: od (regulowany) 0,154 do 1,54 kgm² (krok co 0,098 kgm²);
- maksymalna siła docisku na powierzchnię próbek: 5,88 kN.
Stanowisko do badań materiałów ciernych IL-68 – charakterystyka badawcza
- zużycie materiałów ciernych;
- parametry pary ciernej:
- moment hamowania,
- siła hamowania,
- temperatura;
- odporność cieplna materiałów ciernych.
Uniwersalne stanowisko do badań statycznych
Stanowisko przeznaczone jest do realizacji badań statycznych, wytrzymałościowych oraz funkcjonalnych elementów konstrukcji oraz całych zespołów. Modułowość zastosowanego osprzętu technologicznego umożliwia wykorzystanie stanowiska jako uniwersalnej platformy montażowej.
Uniwersalne stanowisko do badań statycznych – specyfikacja stanowiska
- wymiary platformy 6,6 x 2,4 m;
- maksymalne siły wymuszające ściskające: 20 T – 5 linii;
- maksymalne siły wymuszające rozciągające: 20 T – 5 linii.
Uniwersalne stanowisko do badań statycznych – charakterystyka badawcza
- badania statyczne,
- badania funkcjonalne,
- modułowa platforma badawczo-montażowa zapewniająca elastyczność badań.
Usługi inżynierskie
Zakres oferowanych przez nas usług:
- kołowe i płozowe podwozia lotnicze;
- tłumiki drgań „shimmy” i antyrezonansowe – jednostronnego i dwustronnego działania;
- amortyzatory do podwozi lotniczych, siłowniki i zamki;
- stoiska badawcze;
- systemy przeciwpoślizgowe ABS do zastosowań w podwoziach lotniczych;
- koła i hamulce wysokoenergetyczne;
- podwozia do bezzałogowych statków powietrznych (BSP);
- demonstratory technologii;
- hamulce elektryczne do załogowych i bezzałogowych statków powietrznych (BSP);
- ocena procesu projektowania oraz jego zgodności ze standardami lotniczymi;
- projektowanie prowadzone jest w środowisku CAD 3D SOLID EDGE (kompatybilność z systemami NX i CATIA);
- ocena stanu wiedzy w zakresie rozwiązań technologicznych podwozi lotniczych;
- inne rozwiązania zależne od potrzeb Klienta.
Badania statyczne i quasistatyczne
Są to badania, w których obciążenia zadawane są w sposób statyczny lub z niewielkimi prędkościami tak aby odwzorować rzeczywiste obciążenia badanego obiektu.
Badania statyczne i quasistatyczne– możliwości badawcze
Realizujemy próby statyczne i quasistatyczne kompletnych konstrukcji i ich elementów. Wykonujemy badania konstrukcji wg indywidualnych zamówień Klientów, łącznie z przygotowaniem projektu oraz budową stanowiska badawczego.
Badania statyczne i quasistatyczne– wyposażenie
STANOWISKO DO ZRZUTÓW MŁOT 3 T Z BIEŻNIĄ
Młot przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania oraz kołowania, badania drgań „shimmy” podwozi, jak również testowania hamulców, kół i ogumienia. Stanowisko umożliwia zadawanie obciążeń dynamicznych w postaci przejazdu przez przeszkodę.
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 3 T (możliwość rozszerzenia do 6,5 T w przypadku badań kół);
- maksymalna siła pionowa przy zrzucie: 118 kN;
- prędkość maksymalna obrotowa bieżni: 800 rpm;
- prędkość maksymalna obwodowa bieżni: 58,6 m/s;
- średnica/szerokość bieżni: 1400 mm/530 mm;
- momenty bezwładności bieżni (regulowane):
- I1 = 294 kgm²,
- I2 = 550 kgm²,
- I3 = 588 kgm²,
- I4 = 843 kgm².
Charakterystyka badawcza:
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy „shimmy”,
- najazd na przeszkodę,
- badania hamulców,
- toczenie kół.
STANOWISKO DO ZRZUTÓW MŁOT 10 T
Młot 10 T przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania. Możliwe jest także przeprowadzenie prób udarowych, na przykład tłumików czy amortyzatorów, jak również prób określających zdolność pochłaniania energii (crash).
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 10 T;
- maksymalne siły przy zrzucie:
- siła pionowa 392 kN,
- siła pozioma 196 kN,
- siła boczna 157 kN;
- maksymalne ciśnienie odboju (odciążenie): 3 MPa;
- maksymalna prędkość rozkręcania koła: 111 m/s;
- maksymalna prędkość opadania: do 8 m/s – zależna od wysokości badanego obiektu.
Charakterystyka badawcza:
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy statyczne kół,
- testy funkcjonalne.
UNIWERSALNE STANOWISKO DO BADAŃ STATYCZNYCH
Stanowisko przeznaczone jest do realizacji badań statycznych, wytrzymałościowych oraz funkcjonalnych elementów konstrukcji oraz całych zespołów. Modułowość zastosowanego osprzętu technologicznego umożliwia wykorzystanie stanowiska jako uniwersalnej platformy montażowej.
Specyfikacja stanowiska:
- wymiary platformy 6,6 x 2,4 m;
- maksymalne siły wymuszające ściskające: 20 T – 5 linii;
- maksymalne siły wymuszające rozciągające: 20 T – 5 linii.
Charakterystyka badawcza:
- badania statyczne,
- badania funkcjonalne,
- modułowa platforma badawczo-montażowa zapewniająca elastyczność badań.
STANOWISKO DO BADAŃ MATERIAŁÓW CIERNYCH IL-68
Modelowanie zjawisk fizycznych, jakie zachodzą w hamulcach w momencie hamowania maszyny (pojazdu, samolotu), a w szczególności do modelowania zjawiska tzw. udaru cieplnego. Cykl hamowania do zerowej prędkości trwa jedynie 10 ÷ 15 s. W tym czasie na powierzchni roboczej hamulca wydziela się tak duża ilość ciepła, że powstaje udar cieplny skierowany w głąb elementów pary ciernej.
Stanowisko badawcze IL-68 umożliwia odtworzenie zjawisk zachodzących na powierzchni tarcia badanych próbek, a zarazem uzyskiwanie i pomiar szeregu parametrów charakteryzujących warunki pracy hamulca oraz współpracy par ciernych. W naszej ofercie znajdują się również badania odporności cieplnej materiałów na klocki hamulcowe oraz innych par ciernych.
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna prędkość obrotowa wału napędowego: 9000 rpm;
- moment bezwładności: od (regulowany) 0,154 do 1,54 kgm² (krok co 0,098 kgm²);
- maksymalna siła docisku na powierzchnię próbek: 5,88 kN.
Charakterystyka badawcza:
- zużycie materiałów ciernych;
- parametry pary ciernej:
- moment hamowania,
- siła hamowania,
- temperatura;
- odporność cieplna materiałów ciernych.
PRASA 40/20 T
Prasa przeznaczona jest do badania podwozi oraz ich zespołów, tj. kół i amortyzatorów, w zakresie prób statycznych i wolnozmiennych. Umożliwia określenie charakterystyk siła-przemieszczenie w dwuosiowych stanach obciążeń. Sposób zabudowy obiektów na stanowisku pozwala na wykonanie tego rodzaju prób również na innych, nielotniczych, obiektach.
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna siła pionowa: 392 kN,
- maksymalna siła pozioma: 196 kN,
- przemieszczenie w pionie: 400 mm,
- maksymalna prędkość pionowa: 300 mm/min,
- maksymalna prędkość pozioma: 300 mm/min,
- wymiary stolika: 800 x 760 mm,
- odległość pomiędzy stolikiem a suwakiem: 190 do 2000 mm,
- praca w trybie utrzymania siły, przemieszczenia (ciągły lub skokowy),
- możliwość zapisu przemieszczenia i sił (oraz do 8 zewnętrznych sygnałów analogowych).
Charakterystyka badawcza:
- testy statyczne,
- charakterystyki siła-przemieszczenie,
- charakterystyki:
- amortyzatorów,
- tłumików,
- materiałowe,
- testy statyczne kół.
Prasa 40/20 T
Prasa przeznaczona jest do badania podwozi oraz ich zespołów, tj. kół i amortyzatorów, w zakresie prób statycznych i wolnozmiennych. Umożliwia określenie charakterystyk siła-przemieszczenie w dwuosiowych stanach obciążeń. Sposób zabudowy obiektów na stanowisku pozwala na wykonanie tego rodzaju prób również na innych, nielotniczych, obiektach.
Prasa 40/20 T – specyfikacja stanowiska
- maksymalna siła pionowa: 392 kN,
- maksymalna siła pozioma: 196 kN,
- przemieszczenie w pionie: 400 mm,
- maksymalna prędkość pionowa: 300 mm/min,
- maksymalna prędkość pozioma: 300 mm/min,
- wymiary stolika: 800 x 760 mm,
- odległość pomiędzy stolikiem a suwakiem: 190 do 2000 mm,
- praca w trybie utrzymania siły, przemieszczenia (ciągły lub skokowy),
- możliwość zapisu przemieszczenia i sił (oraz do 8 zewnętrznych sygnałów analogowych).
Prasa 40/20 T – charakterystyka badawcza
- testy statyczne,
- charakterystyki siła-przemieszczenie,
- charakterystyki
- amortyzatorów,
- tłumików,
- materiałowe,
- testy statyczne kół.
Badania funkcjonalne
Badania funkcjonalne są to badania, w których sprawdza się, czy obiekt realizuje zadane funkcje lub potwierdza się poprzez pomiar wybranych parametrów cechy obiektu bądź jego parametry konstrukcyjne np. prawidłowość realizacji zamknięcia podwozia na zamkach przy obciążeniach eksploatacyjnych. Sprawdzenie poprawności wypuszczania i chowania podwozia przy określonych warunkach eksploatacji.
Badania funkcjonalne – możliwości badawcze
Realizujemy próby funkcjonalne kompletnych konstrukcji i ich elementów. Wykonujemy badania konstrukcji wg indywidualnych zamówień Klientów, łącznie z przygotowaniem projektu oraz budową stanowiska badawczego.
Badania funkcjonalne – wyposażenie
STANOWISKO DO ZRZUTÓW MŁOT 3 T Z BIEŻNIĄ
Młot przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania oraz kołowania, badania drgań „shimmy” podwozi, jak również testowania hamulców, kół i ogumienia. Stanowisko umożliwia zadawanie obciążeń dynamicznych w postaci przejazdu przez przeszkodę.
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 3 T (możliwość rozszerzenia do 6,5 T w przypadku badań kół);
- maksymalna siła pionowa przy zrzucie: 118 kN;
- prędkość maksymalna obrotowa bieżni: 800 rpm;
- prędkość maksymalna obwodowa bieżni: 58,6 m/s;
- średnica/szerokość bieżni: 1400 mm/530 mm;
- momenty bezwładności bieżni (regulowane):
- I1 = 294 kgm²,
- I2 = 550 kgm²,
- I3 = 588 kgm²,
- I4 = 843 kgm².
Charakterystyka badawcza:
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy „shimmy”,
- najazd na przeszkodę,
- badania hamulców,
- toczenie kół.
STANOWISKO DO ZRZUTÓW MŁOT 10 T
Młot 10 T przeznaczony jest do badania amortyzacji podwozi lotniczych w warunkach zbliżonych do warunków lądowania. Możliwe jest także przeprowadzenie prób udarowych, na przykład tłumików czy amortyzatorów, jak również prób określających zdolność pochłaniania energii (crash).
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna masa obiektu wraz z elementami montażowymi: 10 T;
- maksymalne siły przy zrzucie:
- siła pionowa 392 kN,
- siła pozioma 196 kN,
- siła boczna 157 kN;
- maksymalne ciśnienie odboju (odciążenie): 3 MPa;
- maksymalna prędkość rozkręcania koła: 111 m/s;
- maksymalna prędkość opadania: do 8 m/s – zależna od wysokości badanego obiektu.
Charakterystyka badawcza:
- testy dynamiczne (zrzuty),
- testy statyczne kół,
- testy funkcjonalne.
UNIWERSALNE STANOWISKO DO BADAŃ STATYCZNYCH
Stanowisko przeznaczone jest do realizacji badań statycznych, wytrzymałościowych oraz funkcjonalnych elementów konstrukcji oraz całych zespołów. Modułowość zastosowanego osprzętu technologicznego umożliwia wykorzystanie stanowiska jako uniwersalnej platformy montażowej.
Specyfikacja stanowiska:
- wymiary platformy 6,6 x 2,4 m;
- maksymalne siły wymuszające ściskające: 20 T – 5 linii;
- maksymalne siły wymuszające rozciągające: 20 T – 5 linii.
Charakterystyka badawcza:
- badania statyczne,
- badania funkcjonalne,
- modułowa platforma badawczo-montażowa zapewniająca elastyczność badań.
STANOWISKO DO BADAŃ MATERIAŁÓW CIERNYCH IL-68
Modelowanie zjawisk fizycznych, jakie zachodzą w hamulcach w momencie hamowania maszyny (pojazdu, samolotu), a w szczególności do modelowania zjawiska tzw. udaru cieplnego. Cykl hamowania do zerowej prędkości trwa jedynie 10 ÷ 15 s. W tym czasie na powierzchni roboczej hamulca wydziela się tak duża ilość ciepła, że powstaje udar cieplny skierowany w głąb elementów pary ciernej.
Stanowisko badawcze IL-68 umożliwia odtworzenie zjawisk zachodzących na powierzchni tarcia badanych próbek, a zarazem uzyskiwanie i pomiar szeregu parametrów charakteryzujących warunki pracy hamulca oraz współpracy par ciernych. W naszej ofercie znajdują się również badania odporności cieplnej materiałów na klocki hamulcowe oraz innych par ciernych.
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna prędkość obrotowa wału napędowego: 9000 rpm;
- moment bezwładności: od (regulowany) 0,154 do 1,54 kgm² (krok co 0,098 kgm²);
- maksymalna siła docisku na powierzchnię próbek: 5,88 kN.
Charakterystyka badawcza:
- zużycie materiałów ciernych;
- parametry pary ciernej:
- moment hamowania,
- siła hamowania,
- temperatura;
- odporność cieplna materiałów ciernych.
PRASA 40/20 T
Prasa przeznaczona jest do badania podwozi oraz ich zespołów, tj. kół i amortyzatorów, w zakresie prób statycznych i wolnozmiennych. Umożliwia określenie charakterystyk siła-przemieszczenie w dwuosiowych stanach obciążeń. Sposób zabudowy obiektów na stanowisku pozwala na wykonanie tego rodzaju prób również na innych, nielotniczych, obiektach.
Specyfikacja stanowiska:
- maksymalna siła pionowa: 392 kN,
- maksymalna siła pozioma: 196 kN,
- przemieszczenie w pionie: 400 mm,
- maksymalna prędkość pionowa: 300 mm/min,
- maksymalna prędkość pozioma: 300 mm/min,
- wymiary stolika: 800 x 760 mm,
- odległość pomiędzy stolikiem a suwakiem: 190 do 2000 mm,
- praca w trybie utrzymania siły, przemieszczenia (ciągły lub skokowy),
- możliwość zapisu przemieszczenia i sił (oraz do 8 zewnętrznych sygnałów analogowych).
Charakterystyka badawcza:
- testy statyczne,
- charakterystyki siła-przemieszczenie,
- charakterystyki:
- amortyzatorów,
- tłumików,
- materiałowe,
- testy statyczne kół.
Badania w warunkach eksploatacji
Realizujemy pomiary drgań eksploatacyjnych maszyn, urządzeń oraz pojazdów podczas ich pracy. Stosowany w tym celu system akwizycji danych umożliwia pomiar drgań w wielu punktach (do 256 kanałów) przy pomocy odpowiednich czujników, a także pomiar
i rejestrację innych wielkości fizycznych niezbędnych do monitorowania pracy oraz oceny stanu badanego urządzenia.
Dostępne są wejścia dla czujników napięciowych (+/- 10V), ICP/IEPE oraz mostków tensometrycznych (1/4-, 1/2-, i pełny mostek). Wysoka częstotliwość próbkowania systemu pomiarowego (do 204 kHz) pozwala na realizację badań zjawisk szybkozmiennych, jak
na przykład zderzenia z badaną strukturą obiektów wystrzelonych z działa pneumatycznego, czy też stanów przejściowych, takich jak rozruch czy hamowanie urządzenia.
Pomiary tensometryczne
Jest to jedna z najczęściej wykorzystywanych metod służących do pomiaru odkształceń na danej powierzchni, umożliwiają wyznaczenie naprężeń w celu określenia wytrzymałości konstrukcji bądź ich elementów. Próby stosowane są również celem wyznaczenia sił i momentów sił w warunkach eksploatacyjnych. Istotną rolę odgrywa jakość wykorzystywanych czujników oraz systemów pomiarowych.
Badania tensometryczne – możliwości badawcze
Oferujemy przygotowanie tensometrycznych punktów pomiarowych w różnorodnych konfiguracjach, włączając instalację standardowych tensometrów foliowych, w tym klejenie i lutowanie.
Realizujemy pomiary oraz przetwarzamy uzyskane wyniki, dokonując badań również w warunkach eksploatacji. Do zbierania i rejestracji danych pomiarowych stosujemy skomputeryzowane systemy pomiarowo-rejestracyjne z możliwością podłączenia przetworników siły, przemieszczeń, tensometrów oporowych, termopar.
Maksymalna liczba kanałów pomiarowych wynosi 250.
Zakres oferowanych przez nas badań:
- pomiary tensometryczne w locie,
- pomiary naprężeń i odkształceń eksploatacyjnych w częściach maszyn, pojazdów czy konstrukcji budowlanych,
- analizy obciążeń oraz analizy wytrzymałościowe i zmęczeniowe konstrukcji.
Badania tensometryczne – wyposażenie
- kontroler czasu rzeczywistego CompactRIO i moduły NI 9237;
- kontroler czasu rzeczywistego CompactRIO:
- dwa porty Ethernet do obsługi sieci i plików za pomocą interfejsu użytkownika,
- port zewnętrznych pamięci USB,
- port szeregowy RS232 do podłączenia urządzeń peryferyjnych – 9 do 35 VDC,
- zakres pracy od -20⁰C do 55⁰C;
- moduły NI 9237:
- 4 kanały, ±25 mV/V, 24-bitowy moduł mostka;
- 24-bitowa rozdzielczość, ± 25 mV/V wejścia analogowe ze złączem RJ50;
- 4 jednocześnie próbkowane wejścia analogowe, maks. częstotliwość próbkowania 50 kS/s;
- programowalny pół- i pełny mostek – do 10 V wewnętrznego wzbudzenia;
- kompatybilny z inteligentnymi sensorami TEDS;
- zakres pracy od -40⁰C do 70⁰C.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silnikowa umożliwia dokonanie precyzyjnych pomiarów obrotów i momentu przy dowolnym obciążeniu silnika, stanowiąc jedyne urządzenie bezpośrednio mierzące parametry silnika, w tym rzeczywisty moment obrotowy silnika w funkcji obrotów.
Możliwości badawcze
Stanowisko testowe lotniczych silników tłokowych pozwala przeprowadzić próby silnikowe
w różnych warunkach pracy, a także określić:
- godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa,
- wykres przebiegu momentu obrotowego w funkcji prędkości obrotowej dla stanów ustalonych.
Realizujemy badania oraz pomiary silników tłokowych w zakresie podstawowych parametrów silnika wg norm krajowych i międzynarodowych.
Posiadamy Certyfikat Akredytacji Laboratorium Badawczego nr AB 130, potwierdzający spełnianie wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005, wydany przez Polskie Centrum Akredytacji.
Badania silników tłokowych i turbowałowych – zakres badań
- pomiary temperatury w zakresie 0-1000°C;
- pomiary prędkości obrotowej;
- pomiary momentu obrotowego;
- pomiary zużycia paliwa;
- pomiary zużycia powietrza i wydatku spalin;
- pomiary i rejestracja wielkości szybkozmiennych (ciśnienia wtrysku i spalania);
- obliczanie parametrów silnikowych;
- wyznaczanie charakterystyki:
- prędkościowej,
- obciążeniowej,
- regulacyjnej,
- zewnętrznej,
- mocy częściowych,
- ogólnej,
- regulatorowej,
- biegu luzem;
- prace badawczo-rozwojowe silników tłokowych o mocy w przedziale od 30 do 400 kW
- optymalizacja procesu spalania, dobór układu dolotowego, dobór aparatury wtryskowej oraz turbodoładowania.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silników elektrycznych umożliwia wykonanie map sprawności maszyn elektrycznych, czyli wykresów pokazujących jak wygląda sprawność silnika elektrycznego lub generatora w zależności od prędkości obrotowej i obciążenia (momentu obrotowego).
Możliwości badawcze
Parametry mechaniczne silników elektrycznych, które możemy
testować:
- momentomierz nr 1:
- maksymalny moment 100 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 12 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 125,67 kW;
- momentomierz nr 2:
- maksymalna moment 500 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 366,5 kW;
- w przyszłości momentomierz:
- maksymalna 1000 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 650 kW;
- przybliżone maksymalne gabaryty silnika elektrycznego:
- walec o długości 52 cm i średnicy 32 cm (istnieje możliwość modyfikacji mocowania silników i ramy pod większe silniki).
Badania silników elektrycznych – parametry falowników Ł-ILOT
Parametry elektryczne silników elektrycznych, które możemy
obsłużyć naszymi falownikami:
- falownik nr 1:
- prąd znamionowy 200 A,
- prąd szczytowy 400 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 700 V DC;
- falownik nr 2:
- prąd znamionowy 700 A,
- prąd szczytowy 800 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 450 V DC.
Badania silników elektrycznych – stanowisko badawcze
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników:
- chłodnica wody nr 1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- chłodnica wody nr 2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW.
Badania silników elektrycznych – możliwość prowadzenia prób z falownikami klienta
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z szyny DC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 380 kW;
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z sieci 3×400 V AC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 650 kW.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
W czerwcu 2023 roku ukończono budowę laboratorium napędów hybrydowych, na które składa się hamownia silników elektrycznych oraz hamownia silników tłokowych.
W Łuksiewicz – Instytucie Lotnictwa jest to pierwsze stanowisko badawcze umożliwiające testowanie napędów hybrydowych do zastosowań lotniczych, które odpowiada na potrzeby badawcze rynku lotniczego.
Hamownia napędów hybrydowych
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników
- Chłodnica wody #1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- Chłodnica wody #2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW;
- Chłodnica wody # 3 – maksymalna pojemność cieplna 30 kW.
Parametry testowanego generatora w konfiguracji hybrydy szeregowej (silnik spalinowy + generator ładujący magazyn energii)
- Maksymalna moc elektryczna zwracana do sieci – 80 kW (szczytowa 120 kW) – ograniczenia symulatora baterii
- Maksymalny moment obrotowy 100 Nm, maksymalna prędkość 12 000 obr./min lub maksymalny moment obrotowy 500 Nm, maksymalna prędkość 7 000 obr./min (w zależności od zainstalowanego momentomierza).
Parametry testowanego silnika elektrycznego w konfiguracji hybrydy równoległej (silnik spalinowy + silnik elektryczny napędzający obciążenie)
- Maksymalna moc całkowita napędu hybrydowego nie może przekroczyć 200 kW,
- Maksymalna moc silnika elektrycznego zasilanego z symulatora baterii nie może przekraczać 80 kW
- Maksymalna prędkość 6000 obr./min,
- Maksymalny moment obrotowy 700 Nm,
- Napęd obciążony hamulcem elektrowirowym.
Usługi projektowe
- Zespół może zaprojektować dedykowaną platformę testową dla potrzeb klienta,
- Konsultacje w zakresie doboru komponentów napędu hybrydowego i elektrycznego (silnik spalinowy, silnik elektryczny, generator elektryczny, falowniki, ogniwa do magazynu energii) oraz czujników pomiarowych.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Stanowisko badawcze do realizacji badań napędów kosmicznych, wyposażone w najnowocześniejsze systemy pomiarowe, pozwala na dużą elastyczność, zaspokajając potrzeby wszystkich Klientów. Aplikacja sterująca wykorzystuje dane w czasie rzeczywistym przy pomocy jednostki PXI, co gwarantuje niezawodność i bezpieczeństwo przy minimalnym opóźnieniu i wysokiej częstotliwości akwizycji danych. Odpowiednie procedury obejmują przewidywanie trybów uszkodzeń, co zapewnia maksymalne bezpieczeństwo badanych komponentów i systemów.
Obiekt hamowni wyposażony jest między innymi w:
- układy zapłonu silników,
- układy zasilania,
- pomieszczenie integracyjne,
- sterownię,
- laboratoria chemiczne,
- stanowisko testowe do charakteryzacji wtryskiwaczy zaopatrzone w laserowy system pomiarowy 3D PIV.
W ciągu ostatnich lat, w oparciu o szybkie kamery i termowizję, zdobyliśmy doświadczenie
w rejestracji i analizie pracy:
- urządzeń zapłonowych,
- komór spalania,
- wtryskiwaczy,
- zapłonu hipergolicznego,
- moździerzy,
- startów rakiet.
Badania układów o ciągu do 15 kN realizujemy we własnym zakresie. Badania układów o ciągu do 100 kN wykonywane są w obiektach naszych partnerów.
Badania wirującej detonacji
Detonacja jest rodzajem spalania, w którym naddźwiękowy egzotermiczny front propaguje poprzez mieszaninę paliwa i utleniacza. W ten sposób napędza on falę uderzeniową znajdującą się bezpośrednio przed nim. Rozwój badań nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w silnikach otwiera szereg nowych możliwości, zarówno w sposobie projektowania silników, jak i uzyskaniu wyższych sprawności. Główną zaletą niniejszego rozwiązania jest możliwość zmniejszenia wymiarów silników odrzutowych, co równocześnie oznacza zmniejszenie ich masy oraz kosztów produkcji – największe wyzwanie stojące przed konstruktorami współczesnych silników lotniczych.
W Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa skonstruowaliśmy dwa zautomatyzowane stanowiska laboratoryjne przygotowane do przeprowadzania badań detonacyjnych komór spalania oraz niewielkich silników rakietowych.
W ciągu ostatniej dekady prowadziliśmy intensywne badania nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w różnych silnikach, między innymi turbinowych zasilanych paliwem wodorowym oraz naftą, rakietowych zasilanych metanem i tlenem, a także rakietowo-strumieniowych w cyklu mieszanym. Ostatnio prowadzone są badania nad zastosowaniem ciekłych materiałów pędnych silnika rakietowego, a także nad silnikiem strumieniowym zasilanym naftą lotniczą.
Badania flatterowe
Flatter – rodzaj aeroelastycznych drgań samowzbudnych skrzydła, lotek, usterzenia lub łopat wirników nośnych, powstający po przekroczeniu określonej prędkości, zwanej prędkością krytyczną flatteru, ograniczający prędkość statku powietrznego względem powietrza. Ponieważ omawiane zjawisko jest niebezpieczne, bywa również przyczyną katastrof lotniczych, istnieje konieczność realizacji badań flatterowych każdego prototypu płatowca.
Badania flatterowe składają się z kilku etapów:
- stworzenia dynamicznego modelu MES struktury – umożliwiającego określenie przybliżonych właściwości aerodynamicznych konstrukcji,
- naziemne próby rezonansowe,
- ewentualne badania w tunelu aerodynamicznym,
- próby w locie.
W trakcie realizacji badań w locie monitorowane są wszystkie rezonanse znajdujące się
w określonym przedziale częstotliwości – ich zmiany w funkcji prędkości lotu w pełnym zakresie eksploatacyjnym. Na zadanej wysokości przyjmowana jest określona konfiguracja lotu, następnie wzbudzane są drgania struktury (wzbudzanie szumem, harmoniczne lub impulsowe) za pomocą powierzchni sterowych lub dodatkowych urządzeń (skrzydełek, wirujących cylindrów, wzbudników masowych czy impulsatorów rakietowych).
Dane z zamontowanych na strukturze czujników przyspieszeń są poddawane analizie.
Po takim cyklu samolot kontynuuje badania w następnej konfiguracji lotu.
Badania flatterowe – możliwości badawcze
Posiadamy ponad 40-letnie doświadczenie w zakresie badań rezonansowych statków powietrznych, mając na koncie przebadanych kilkadziesiąt typów samolotów, szybowców oraz śmigłowców, a także ich podzespołów wytwarzanych przez krajowy i zagraniczny przemysł lotniczy. Przeprowadzamy analizy dynamiczne i aeroelastyczne, w tym analizy flatteru zgodnie z wymaganiami przepisów lotniczych. Danymi do analiz są wyniki badań rezonansowych lub wyniki obliczeń uzyskanych przy użyciu metody elementów skończonych (MES).
Wyniki prób i analiz realizowanych w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa uznawane są zarówno przez polskie, jak i zagraniczne organy nadzoru lotniczego.
Badania flatterowe – zakres badań
- próby rezonansowe statków powietrznych,
- wyznaczanie prędkości i postaci flatteru na podstawie wyników prób rezonansowych,
- obliczenia drgań własnych i flatteru przy użyciu metody elementów skończonych (MES),
- przygotowanie programu prób flatterowych w locie,
- wsparcie prób flatterowych w locie,
- wsparcie certyfikacji samolotów nowych lub modyfikowanych.
Badania flatterowe – oprogramowanie
- MSC.Nastran,
- JG2 (lPPT PAN),
- ZAERO (ZONA Technologies Inc.),
- SAF (Subsonic Aerodynamic Flutter),
- MSC.Patran, Siemens FEMAP.
Badania silników
Posiadamy zaawansowaną infrastrukturę, umożliwiającą przeprowadzenie prac pomiarowo-badawczych w zakresie:
- testowania napędów hybrydowych na hamowni pozwalającej badać układy hybrydowe do 200 kW mocy łącznej (z możliwością rozszerzenia do 600 kW w ciągu najbliższych lat);
- prób i testowania sprężarek osiowych niskiego ciśnienia, w tym stanowisko testowe
z wentylatorem niskiego ciśnienia (Low Speed Fan) do prowadzenia badań wentylatora odpornego na zaburzony przepływ na wlocie (Distortion-Tolerant Fan); - prób lotniczych silników tłokowych (Continental i Lycoming) w ramach organizacji obsługowej Part 145 w stacji badań lotniczych silników tłokowych akredytowanej certyfikatem ULC (o numerze PL.145.062);
- ekspertyz powypadkowych tłokowych silników lotniczych dla PKBWL oraz występowania jako biegły sądowy;
- modelowania:
- złożonych układów napędowych (układy hybrydowe),
- symulacji napędów dla stanów ustalonych (w punkcie obliczeniowym lub poza-obliczeniowym),
- stanów nieustalonych.
- tworzenie modeli dynamicznych układów napędowych;
- prowadzenia badań przepływowych z precyzyjnym pomiarem (± 1%) masowego natężenia przepływu;
- badań wirników izolowanych na stanowisku typu Whirl Tower;
- wyważania elementów wirujących do 500 kg dla wszystkich gałęzi przemysłu;
- badania odporności szyb na przebicie wg Karty UIC-651 oraz Normą PN-EN 15152-2007.
Badania kosmiczne
Dysponując rakietą ILR-33 BURSZTYN 2K, efektywną kosztowo, skalowalną i ekologiczną konstrukcją, mamy możliwość wydajnego eksperymentowania w mikrograwitacji oraz sondowania atmosfery. Rakieta ILR-33 BURSZTYN 2K wykorzystywana jest podczas lotu jako suborbitalna platforma testowa, mogąca zapewnić do 150 sekund warunków mikrograwitacji dla ładunku o masie 10 kg. Przedział ładunku użytecznego może zostać dostosowany
do wymagań klienta, zapewniając możliwie jak najlepsze warunki badawcze.
Parametry techniczne rakiety ILR-33 BURSZTYN 2K | |
Długość | 4,6 m |
Średnica członu głównego | 230 mm |
Pułap lotu | 100 km |
Maksymalna prędkość | 1300 m/s |
Masa ładunku użytecznego | 10 kg |
Maksymalne przeciążenie | 14 g |
Czas trwania mikrograwitacji (10-3 g, 5 kg) | 150 s |
Silniki pomocnicze | |
Typ | Stały materiał pędny |
Ciąg maksymalny | 2 x 16 000 N |
Czas pracy | 6 s |
Komora spalania | Struktura kompozytowa |
Silnik główny | |
Typ | Hybrydowy silnik rakietowy |
Utleniacz | Nadtlenek wodoru (H2O2), stężenie 98%+ |
Paliwo | Polietylen |
Ciąg maksymalny | 4 000 N |
Czas pracy | 40 s |
Komora spalania | Struktura kompozytowa |
Mikrograwitacja stanowi stan przestrzeni, w której przyspieszenie grawitacyjne zostaje znacząco zredukowane bądź całkowicie wyeliminowane, przy czym sama siła grawitacyjna nadal istnieje – powstaje tzw. stan nieważkości.
Jedną z metod tworzenia środowiska mikrograwitacji jest lot suborbitalny na pokładzie rakiety. Rakieta znajdująca się na znacznej wysokości, na którą nie działają siły aerodynamiczne oraz ma wyłączony napęd, doświadcza swobodnego spadania, w efekcie czego ładunek użyteczny rakiety poddawany jest działaniu mikrograwitacji.
Mikrograwitacja na pokładzie rakiet suborbitalnych może posłużyć precyzyjnym pomiarom właściwości termofizycznych ciekłych metali czy też badaniu reakcji żywych organizmów na bodźce grawitacyjne.
Badania napędów
Prowadzimy prace pomiarowo-badawcze w następujących dziedzinach:
- badania silników tłokowych i turbowałowych,
- badania komór spalania,
- pomiary hałasu lotniczego (zgodnie z przepisami FAR, ICAO),
- badania przepływów,
- wyważania,
- badania bezpieczeństwa w zakresie General Aviation.
Realizujemy prace konstrukcyjne i obliczeniowe z wykorzystaniem programów 3D SolidWorks oraz Fluent.
Badania silników
Posiadamy zaawansowaną infrastrukturę, umożliwiającą przeprowadzenie prac pomiarowo-badawczych w zakresie:
- testowania napędów hybrydowych na hamowni pozwalającej badać układy hybrydowe do 200 kW mocy łącznej (z możliwością rozszerzenia do 600 kW w ciągu najbliższych lat);
- prób i testowania sprężarek osiowych niskiego ciśnienia, w tym stanowisko testowe
z wentylatorem niskiego ciśnienia (Low Speed Fan) do prowadzenia badań wentylatora odpornego na zaburzony przepływ na wlocie (Distortion-Tolerant Fan); - prób lotniczych silników tłokowych (Continental i Lycoming) w ramach organizacji obsługowej Part 145 w stacji badań lotniczych silników tłokowych akredytowanej certyfikatem ULC (o numerze PL.145.062);
- ekspertyz powypadkowych tłokowych silników lotniczych dla PKBWL oraz występowania jako biegły sądowy;
- modelowania:
- złożonych układów napędowych (układy hybrydowe),
- symulacji napędów dla stanów ustalonych (w punkcie obliczeniowym lub poza-obliczeniowym),
- stanów nieustalonych.
- tworzenie modeli dynamicznych układów napędowych;
- prowadzenia badań przepływowych z precyzyjnym pomiarem (± 1%) masowego natężenia przepływu;
- badań wirników izolowanych na stanowisku typu Whirl Tower;
- wyważania elementów wirujących do 500 kg dla wszystkich gałęzi przemysłu;
- badania odporności szyb na przebicie wg Karty UIC-651 oraz Normą PN-EN 15152-2007.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silnikowa umożliwia dokonanie precyzyjnych pomiarów obrotów i momentu przy dowolnym obciążeniu silnika, stanowiąc jedyne urządzenie bezpośrednio mierzące parametry silnika, w tym rzeczywisty moment obrotowy silnika w funkcji obrotów.
Możliwości badawcze
Stanowisko testowe lotniczych silników tłokowych pozwala przeprowadzić próby silnikowe
w różnych warunkach pracy, a także określić:
- godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa,
- wykres przebiegu momentu obrotowego w funkcji prędkości obrotowej dla stanów ustalonych.
Realizujemy badania oraz pomiary silników tłokowych w zakresie podstawowych parametrów silnika wg norm krajowych i międzynarodowych.
Posiadamy Certyfikat Akredytacji Laboratorium Badawczego nr AB 130, potwierdzający spełnianie wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005, wydany przez Polskie Centrum Akredytacji.
Badania silników tłokowych i turbowałowych – zakres badań
- pomiary temperatury w zakresie 0-1000°C;
- pomiary prędkości obrotowej;
- pomiary momentu obrotowego;
- pomiary zużycia paliwa;
- pomiary zużycia powietrza i wydatku spalin;
- pomiary i rejestracja wielkości szybkozmiennych (ciśnienia wtrysku i spalania);
- obliczanie parametrów silnikowych;
- wyznaczanie charakterystyki:
- prędkościowej,
- obciążeniowej,
- regulacyjnej,
- zewnętrznej,
- mocy częściowych,
- ogólnej,
- regulatorowej,
- biegu luzem;
- prace badawczo-rozwojowe silników tłokowych o mocy w przedziale od 30 do 400 kW
- optymalizacja procesu spalania, dobór układu dolotowego, dobór aparatury wtryskowej oraz turbodoładowania.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Hamownia silników elektrycznych umożliwia wykonanie map sprawności maszyn elektrycznych, czyli wykresów pokazujących jak wygląda sprawność silnika elektrycznego lub generatora w zależności od prędkości obrotowej i obciążenia (momentu obrotowego).
Możliwości badawcze
Parametry mechaniczne silników elektrycznych, które możemy
testować:
- momentomierz nr 1:
- maksymalny moment 100 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 12 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 125,67 kW;
- momentomierz nr 2:
- maksymalna moment 500 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 366,5 kW;
- w przyszłości momentomierz:
- maksymalna 1000 Nm,
- maksymalna prędkość obrotowa 7 000 rpm,
- maksymalna moc mechaniczna 650 kW;
- przybliżone maksymalne gabaryty silnika elektrycznego:
- walec o długości 52 cm i średnicy 32 cm (istnieje możliwość modyfikacji mocowania silników i ramy pod większe silniki).
Badania silników elektrycznych – parametry falowników Ł-ILOT
Parametry elektryczne silników elektrycznych, które możemy
obsłużyć naszymi falownikami:
- falownik nr 1:
- prąd znamionowy 200 A,
- prąd szczytowy 400 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 700 V DC;
- falownik nr 2:
- prąd znamionowy 700 A,
- prąd szczytowy 800 A (60 sek.),
- maksymalne napięcie zasilania 450 V DC.
Badania silników elektrycznych – stanowisko badawcze
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników:
- chłodnica wody nr 1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- chłodnica wody nr 2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW.
Badania silników elektrycznych – możliwość prowadzenia prób z falownikami klienta
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z szyny DC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 380 kW;
- moc elektryczna pojedynczego falownika zasilanego bezpośrednio z sieci 3×400 V AC przy konfiguracji silnik elektryczny + generator jako obciążenie nie może przekraczać 650 kW.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
W czerwcu 2023 roku ukończono budowę laboratorium napędów hybrydowych, na które składa się hamownia silników elektrycznych oraz hamownia silników tłokowych.
W Łuksiewicz – Instytucie Lotnictwa jest to pierwsze stanowisko badawcze umożliwiające testowanie napędów hybrydowych do zastosowań lotniczych, które odpowiada na potrzeby badawcze rynku lotniczego.
Hamownia napędów hybrydowych
Stanowisko wyposażone w symulator baterii o następujących głównych parametrach:
- zasilanie symulatora 3×400 V AC,
- moc ciągła 80 kW,
- moc chwilowa 120 kW (60 sek.),
- napięcie wyjściowe regulowane 24-800 V DC,
- prąd znamionowy +/- (dwukierunkowy) 267 A,
- prąd szczytowy +/- (dwukierunkowy) 400 A,
- możliwość szybkiego prototypowania wymaganej pojemności magazynu energii
i prowadzenia długotrwałych prób z napięciem DC.
Chłodzenie cieczą silników/falowników
- Chłodnica wody #1 – maksymalna pojemność cieplna 5 kW;
- Chłodnica wody #2 – maksymalna pojemność cieplna 10 kW;
- Chłodnica wody # 3 – maksymalna pojemność cieplna 30 kW.
Parametry testowanego generatora w konfiguracji hybrydy szeregowej (silnik spalinowy + generator ładujący magazyn energii)
- Maksymalna moc elektryczna zwracana do sieci – 80 kW (szczytowa 120 kW) – ograniczenia symulatora baterii
- Maksymalny moment obrotowy 100 Nm, maksymalna prędkość 12 000 obr./min lub maksymalny moment obrotowy 500 Nm, maksymalna prędkość 7 000 obr./min (w zależności od zainstalowanego momentomierza).
Parametry testowanego silnika elektrycznego w konfiguracji hybrydy równoległej (silnik spalinowy + silnik elektryczny napędzający obciążenie)
- Maksymalna moc całkowita napędu hybrydowego nie może przekroczyć 200 kW,
- Maksymalna moc silnika elektrycznego zasilanego z symulatora baterii nie może przekraczać 80 kW
- Maksymalna prędkość 6000 obr./min,
- Maksymalny moment obrotowy 700 Nm,
- Napęd obciążony hamulcem elektrowirowym.
Usługi projektowe
- Zespół może zaprojektować dedykowaną platformę testową dla potrzeb klienta,
- Konsultacje w zakresie doboru komponentów napędu hybrydowego i elektrycznego (silnik spalinowy, silnik elektryczny, generator elektryczny, falowniki, ogniwa do magazynu energii) oraz czujników pomiarowych.
Badania silników tłokowych i turbowałkowych
Stanowisko badawcze do realizacji badań napędów kosmicznych, wyposażone w najnowocześniejsze systemy pomiarowe, pozwala na dużą elastyczność, zaspokajając potrzeby wszystkich Klientów. Aplikacja sterująca wykorzystuje dane w czasie rzeczywistym przy pomocy jednostki PXI, co gwarantuje niezawodność i bezpieczeństwo przy minimalnym opóźnieniu i wysokiej częstotliwości akwizycji danych. Odpowiednie procedury obejmują przewidywanie trybów uszkodzeń, co zapewnia maksymalne bezpieczeństwo badanych komponentów i systemów.
Obiekt hamowni wyposażony jest między innymi w:
- układy zapłonu silników,
- układy zasilania,
- pomieszczenie integracyjne,
- sterownię,
- laboratoria chemiczne,
- stanowisko testowe do charakteryzacji wtryskiwaczy zaopatrzone w laserowy system pomiarowy 3D PIV.
W ciągu ostatnich lat, w oparciu o szybkie kamery i termowizję, zdobyliśmy doświadczenie
w rejestracji i analizie pracy:
- urządzeń zapłonowych,
- komór spalania,
- wtryskiwaczy,
- zapłonu hipergolicznego,
- moździerzy,
- startów rakiet.
Badania układów o ciągu do 15 kN realizujemy we własnym zakresie. Badania układów o ciągu do 100 kN wykonywane są w obiektach naszych partnerów.
Badania wirującej detonacji
Detonacja jest rodzajem spalania, w którym naddźwiękowy egzotermiczny front propaguje poprzez mieszaninę paliwa i utleniacza. W ten sposób napędza on falę uderzeniową znajdującą się bezpośrednio przed nim. Rozwój badań nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w silnikach otwiera szereg nowych możliwości, zarówno w sposobie projektowania silników, jak i uzyskaniu wyższych sprawności. Główną zaletą niniejszego rozwiązania jest możliwość zmniejszenia wymiarów silników odrzutowych, co równocześnie oznacza zmniejszenie ich masy oraz kosztów produkcji – największe wyzwanie stojące przed konstruktorami współczesnych silników lotniczych.
W Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa skonstruowaliśmy dwa zautomatyzowane stanowiska laboratoryjne przygotowane do przeprowadzania badań detonacyjnych komór spalania oraz niewielkich silników rakietowych.
W ciągu ostatniej dekady prowadziliśmy intensywne badania nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w różnych silnikach, między innymi turbinowych zasilanych paliwem wodorowym oraz naftą, rakietowych zasilanych metanem i tlenem, a także rakietowo-strumieniowych w cyklu mieszanym. Ostatnio prowadzone są badania nad zastosowaniem ciekłych materiałów pędnych silnika rakietowego, a także nad silnikiem strumieniowym zasilanym naftą lotniczą.
Badanie sprężarek
Strona w budowie
Badania wentylatorów
Dysponujemy stanowiskiem testowym wentylatora o niskim sprężu, umożliwiającym przeprowadzenie badań wpływu zaburzonego przepływu na wlocie do wentylatora (sprężarki o niskim sprężu) na jego:
- sprawność,
- właściwości mechaniczne,
- drgania,
- zapas stabilnej pracy (Stall Margine).
Konstrukcję zaprojektowano tak, aby możliwe było wprowadzenie praktycznie dowolnego zaburzenia na wlocie, zarówno osiowosymetrycznego, jak i nieosiowosymetrycznego.
Stanowisko badawcze ustawione jest pionowo (oś obrotu prostopadła do podłoża), którego wysokość wynosi około 5 m, składa się z lemniskaty wlotowej, za którą umiejscowiony jest kanał wlotowy. Jednostopniowy wentylator napędzany jest silnikiem elektrycznym. Za sekcją wentylatora znajduje się kanał wylotowy zamknięty stożkiem dławiącym, który umożliwia regulację przepływu masowego powietrza.
Żądany profil prędkości uzyskuje się za pomocą ekranu zniekształcającego o zmiennej porowatości. Stator wentylatora wykonany jest w technologii druku 3D i może być łatwo wymieniony na inny (np. nieosiowosymetryczny). Stanowisko testowe wyposażone jest
w czujniki aerodynamiczne i aeromechaniczne.
Badania wentylatorów – wyposażenie
Oprzyrządowanie aerodynamiczne składa się między innym z następujących elementów:
- 5-otworkowych sond ciśnienia z termoparą (montowanych na obrotowym pierścieniu pomiarowym) umożliwiających pomiar prędkości przepływu i kierunku napływu strug;
- sond termoanemometrycznych z gorącym drutem (sondy stałotemperaturowe – CTA) montowanych na przesuwnym pierścieniu pomiarowym;
- czujników temperatury o wysokiej dokładności (możliwość zamontowania
na przesuwnym pierścieniu pomiarowym); - portów ciśnienia statycznego oraz skanerów ciśnienia statycznego umożliwiających pomiar w 40 punktach;
- piezoelektrycznych czujników ciśnienia do wykrywania początku przeciągnięcia łopatek wirnika (stall);
- stacji monitorowania warunków otoczenia (wilgotność, temperatura otoczenia);
- w pełni zautomatyzowanego pierścienia trawersującego, który umożliwia obrót o 360 stopni i promieniowe zagłębianie 4 różnych sond w przepływie. Pierścień może być zamontowany na każdej stacji przepływowej (na wlocie, przed ekranem zaburzającym, przed wirnikiem, pomiędzy wirnikiem i statorem i za statorem);
- instrumentacji do pomiaru luzu wierzchołkowego i ugięcia łopatki [Blade Tip Timing / Blade Tip Clearance (BTT/BTC)] w czasie rzeczywistym. Instrumentacja oparta
na sondach laserowych (typu light probe).
Badania komór spalania
Realizujemy badania procesów spalania deflagracyjnego oraz detonacyjnego w komorach spalania silników turbinowych. Instalacja powietrzna umożliwia dostarczenie powietrza o wydatku do 2 kg/s, ciśnieniu do 0,6 MPa i temperaturze do 200°C. Spalanie realizowane jest dla paliw ciekłych i gazowych. Stanowisko wyposażone jest w wielokanałową aparaturę pomiarowo-rejestrującą z częstotliwością próbkowania do 2 MHz.
Badania wirującej detonacji
Detonacja jest rodzajem spalania, w którym naddźwiękowy egzotermiczny front propaguje poprzez mieszaninę paliwa i utleniacza. W ten sposób napędza on falę uderzeniową znajdującą się bezpośrednio przed nim. Rozwój badań nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w silnikach otwiera szereg nowych możliwości, zarówno w sposobie projektowania silników, jak i uzyskaniu wyższych sprawności. Główną zaletą niniejszego rozwiązania jest możliwość zmniejszenia wymiarów silników odrzutowych, co równocześnie oznacza zmniejszenie ich masy oraz kosztów produkcji – największe wyzwanie stojące przed konstruktorami współczesnych silników lotniczych.
W Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa skonstruowaliśmy dwa zautomatyzowane stanowiska laboratoryjne przygotowane do przeprowadzania badań detonacyjnych komór spalania oraz niewielkich silników rakietowych.
W ciągu ostatniej dekady prowadziliśmy intensywne badania nad zastosowaniem spalania detonacyjnego w różnych silnikach, między innymi turbinowych zasilanych paliwem wodorowym oraz naftą, rakietowych zasilanych metanem i tlenem, a także rakietowo-strumieniowych w cyklu mieszanym. Ostatnio prowadzone są badania nad zastosowaniem ciekłych materiałów pędnych silnika rakietowego, a także nad silnikiem strumieniowym zasilanym naftą lotniczą.
Wymiana ciepła i mechanika płynów
Jako jedyni w Polsce i jedni z niewielu w Europie, przy wykorzystaniu nowoczesnych metod pomiarowych, prowadzimy kompleksowe prace badawcze ukierunkowane na rozwój technologii związanych z chłodzeniem komponentów silników turbinowych, zarówno lotniczych, jak i przemysłowych.
Unikatowa na skalę kraju jest nasza nowoczesna baza kontrolno-pomiarowa z możliwością wielostrumieniowego zasilania stanowisk pomiarowych. Wysokiej klasy wyposażenie laboratorium pozwala inżynierom wykonywać precyzyjne pomiary wielu parametrów,
w szczególności:
- temperatury,
- wilgotności,
- ciśnienia,
- przepływu,
- prędkości
- trójwymiarowego poziomu turbulencji.
Prowadzimy badania między innymi w obszarach związanych z filmem chłodzącym przy wykorzystaniu farby barwoczułej. Realizujemy projekty dotyczące instrumentacji komponentów silnikowych, tj. projektowanie i produkcja grzebieniowych czujników ciśnienia całkowitego, instalowanie czujników ciśnienia, termopar oraz wysokoprecyzyjnych przetworników ciśnienia.
Rozwinęliśmy również technologie rejestrowania temperatury komponentów turbiny wysokiego ciśnienia w podczerwieni.
Badania wirników
Stanowisko do badań wirników izolowanych „Whirl Tower” umożliwia realizację testów wirników śmigłowcowych czy wiatrakowcowych symulując warunki zawisu. Tego rodzaju badania mogą dostarczyć między innymi cennych informacji dotyczących:
- równowagi dynamicznej,
- hałasu,
- stabilności aeroelastycznej,
- wibracji i wydajności,
- integralności strukturalnej wirników.
System akwizycji danych pomiarowych został opracowany w oparciu o komponenty National Instruments oraz aplikację pomiarową opracowaną w środowisku LabView. Poza rejestracją i wizualizacją danych z poziomu aplikacji pomiarowej możliwe jest również sterowanie skokiem ogólnym łopat wirnika nośnego.
Sterowanie stanowiskiem odbywa się za pośrednictwem pulpitu sterowniczego niezależnego od systemu akwizycji danych pomiarowych.
System “Dynamic Tracking and Balancing” to system służący do dynamicznego torowania łopat wirnika. Bazuje on na zjawiskach szybkozmiennych. Składa się z szybkiej kamery ViewWorks, Hardware National Instruments oraz dedykowanej aplikacji pomiarowej do rejestracji i analizy obrazu napisanej w środowisku LabView.
Główne parametry stanowiska badawczego:
- silnik elektryczny o mocy 315 kW (410 HP);
- nominalna prędkość obrotowa 750 RPM, moment obrotowy 4046 Nm;
- możliwość zmiany prędkości obrotowej do maksymalnie 2000 RPM (wzrost prędkości obrotowej powoduje zmniejszenie momentu obrotowego);
- system pomiarowy i akwizycji danych w czasie rzeczywistym – podstawowe wartości mierzone: moment, moc pobierana przez wirnik, prędkość obrotowa, ciąg wirnika, poziom drgań.;
- dynamiczne torowanie łopat (system szybkich kamer ViewWorks);
- możliwość zmiany głowic badawczych (dysponujemy 2 półsztywnymi głowicami badawczymi 3 i 2 łopatowymi oraz głowicą w zawieszeniu huśtawkowym);
- możliwość adaptacji oryginalnej piasty/głowicy (na przykład śmigłowcowej lub wiatrakowcowej) do stanowiska badawczego;
- automatyczna zmiana kąta nastawienia nasady łopaty;
- zastosowanie silnika elektrycznego umożliwia pomiar na przykład hałasu końcówki łopaty wirnika nośnego.
Badania przepływowe
Oferujemy realizację badań przepływowych (flow check) z precyzyjnym (rzędu ±1%) pomiarem masowego natężenia przepływu powietrza i pulsacji przepływu w badanych obiektach. W naszym laboratorium prowadzimy badania przepływowe w oparciu o pomiary objętościowego strumienia powietrza oraz jego ciśnienia i temperatury, takich elementów jak:
- rury żarowe komór spalania,
- chłodzone łopatki turbin gazowych,
- kolektory itp.
Laboratorium jest wyposażone w nowoczesny sprzęt badawczy, między innymi:
- ultradźwiękowe przepływomierze Panametrics,
- filtr powietrza,
- komorę wyrównawczą,
- tory pomiarów temperatury,
- ciśnienia i wilgotności powietrza,
- układ rejestracji wyżej wymienionych parametrów.
Zakres mierzonego wydatku powietrza: 10-6500 m³/h z dokładnością 2% w całym zakresie pomiarowym.
Badania przepływowe – wyposażenie
Stanowisko wyposażone jest w trzy niezależne źródła wmuszające przepływ powietrza:
- WENTYLATOR MAWENT WPW-28/14RD
- natężenie przepływu 6500 m³/h;
- maksymalne ciśnienie 0,2 bar.
- SPRĘŻARKA AIRPOL C
- natężenie przepływu: 1200 m³/h;
- maksymalne ciśnienie: 2,5 bar.
- SPRĘŻARKA ROOTS
- natężenie przepływu: 6500 m³/h;
- maksymalne ciśnienie: 0,7 bar.
Pomiar wydatku dokonywany jest za pomocą przepływomierzy ultradźwiękowych w trzech zakresach pomiarowych:
- mały – do 180 m³/h;
- średni – do 1300 m³/h;
- duży – do 6500 m³/h.
Do pomiaru ciśnienia wykorzystujemy przetworniki ciśnienia o następujących zakresach:
- 0-300 mbar;
- 0-700 mbar;
- 0,9-1,4 bar (abs);
- 0-20 mbar, 800-1100 mbar (abs).
Do pomiaru temperatury i wilgotności wykorzystywane są przetworniki T/H o zakresach:
- od -30 do 105°C/od 0 do 100%.
W celu precyzyjnego sterowania wydatkiem instalacja została wyposażona w dwie zdalnie sterowane zasuwy nożowe HiMod Seven DN 250 z napędem elektrycznym. Dodatkowo istnieje możliwość regulacji wydatkiem dmuchawy poprzez zmianę prędkości obrotowej dmuchawy Rootsa za pomocą falownika.
Na stanowisku zainstalowana jest karta pomiarowa PCI-6259 (32 kanały napięciowe na wejściu, wyjścia analogowe do sterowania (zasuwy, upust, falowniki dmuchawy i sprężarki)). Aplikacja kontrolno-pomiarowa, stworzona na potrzeby stanowiska badawczego, umożliwia sterowanie parametrami przepływu oraz wizualizację i rejestrację parametrów prób, przy zastosowaniu dowolnych sterowników firmy National Instruments.
Na życzenie zamawiającego aplikacja może zostać łatwo przystosowana do wykonywanych pomiarów. Dysponujemy również uniwersalnymi kartami pomiarowymi umożliwiającymi rejestrację znacznie większej liczby kanałów.
Pomiary hałasu lotniczego
Hałas lotniczy, pomimo ogromnego postępu technologicznego, nadal pozostaje istotnym problemem, będąc bardziej uciążliwym, ze względu na swoją specyfikę, od innych hałasów komunikacyjnych. Poza określeniem dopuszczalnych poziomów hałasu dla poszczególnych rodzajów statków powietrznych czy wytycznych dotyczących opracowywania procedur operacyjnych zmniejszających hałas, określone zostały również certyfikacyjne procedury pomiaru hałasu.
Specjalizujemy się w pomiarach hałasu emitowanego przez samoloty, które przeprowadzamy zgodnie z przepisami FAR 36 oraz ICAO 16. Dysponujemy urządzeniami pomiarowymi firm SVAN oraz Bruel&Kjaer.
Posiadamy Certyfikat Akredytacji Laboratorium Badawczego nr AB 130 potwierdzający spełnianie wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005 wydany przez Polskie Centrum Akredytacji.
Badania aerodynamiczne
Posiadamy wykwalifikowaną kadrę naukowo-techniczną, a także szerokie doświadczenie naukowo-badawcze w prowadzeniu ekspertyz z zakresu aerodynamiki oraz mechaniki lotu zarówno dla cywilnych, jak i wojskowych samolotów i śmigłowców. Zakres naszej działalności obejmuje prowadzenie prac badawczo-rozwojowych realizowanych na potrzeby gospodarki
i przemysłu, w tym w szczególności dla:
- lotnictwa,
- motoryzacji,
- budownictwa,
- energetyki,
- technologii kosmicznych,
- przemysłu stoczniowego,
- przemysłu zbrojeniowego,
- przemysłu kolejowego,
- sportu.
Prowadzimy unikatowe w skali krajowej i międzynarodowej prace naukowe oraz badawczo-rozwojowe w zakresie aerodynamiki stosowanej. Dysponujemy czterema tunelami aerodynamicznymi, w tym największym tunelem aerodynamicznym w środkowo-wschodniej części Europy.
Nasza infrastruktura badawcza należy do najbardziej zaawansowanych w obszarze aerodynamiki stosowanej na świecie. Prowadzone eksperymenty umożliwiają projektowanie i optymalizację nowych oraz istniejących konstrukcji lotniczych. Przeprowadzane w laboratorium modernizacje stanowią odpowiedź na zapotrzebowanie rynku międzynarodowego w zakresie mechaniki płynów oraz wysokich wymagań sektorów gospodarki i przemysłu.
Tunelowe badania aerodynamiczne – zakres usług
- badania aerodynamiczne na potrzeby polskiego i zagranicznego przemysłu lotniczego;
- badania tunelowe aerodynamiki nielotniczej dla sektora motoryzacji, budownictwa, energetyki, technologii kosmicznych, sportu, przemysłu stoczniowego, przemysłu zbrojeniowego, w tym między innymi:
- badania środowiskowe odporności na wiatr,
- badania aerodynamiczne elektrowni wiatrowych stanowiących nowoczesne technologie do generowania energii,
- badania aerodynamiczne modeli bloków energetycznych i chłodni kominowych,
- badania aerodynamiczne środków transportu naziemnego i powietrznego;
- działania naukowo-badawcze w zakresie aerodynamiki stosowanej w ramach Europejskich Programów Ramowych;
- realizację rynkowych usług badawczych dla klientów krajowych i zagranicznych;
- ścisłą współpracę z potentatami branży lotniczej, uczelniami technicznymi
i jednostkami z sektora B+R.
W laboratorium zostały wdrożone i funkcjonują:
- System Zarządzania Jakością zgodny z wymaganiami normy PN-EN ISO 9001:2015.
- System Zarządzania Laboratoriów zgodny z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC 17025:2018-2 poparty Certyfikatem Akredytacji Nr AB 129 przyznanym przez Polskie Centrum Akredytacji.
- Kryteria Wewnętrznego Systemu Kontroli WSK.
Techniczne wyniki badań uzyskane w laboratorium są uznawane zarówno przez International Standard Organization ISO, jak i przez International Laboratory Accreditation Cooperation ILAC.
Badania w tunelu aerodynamicznym – wyposażenie
Dysponujemy nowoczesnym sprzętem pomiarowym pozwalającym na przeprowadzenie unikalnych badań na najwyższym poziomie.
Pomiary ciśnieniowe | DTC Initium | Do 512 punktów pomiaru ciśnienia z częstotliwością do 650 Hz |
Pomiary wagowe | Zestaw wag aerodynamicznych | Pomiar sił do 14 000 N |
Pomiary wizualizacyjne | 3D PIV – DANTEC DYNAMICS | Pomiar z wykorzystaniem anemometrii obrazowej |
Do pomiarów ciśnieniowych stosujemy dwa nowoczesne wielokanałowe systemy DTC Initium firmy Measurements Specialies (dawniej Pressure Systems Incorporated), służące do pomiarów ciśnienia w maksymalnie 512 punktach (po 256 kanałów) z częstotliwością do 650 Hz dla każdego kanału.
Pomiary wagowe realizujemy z wykorzystaniem tensometrycznych wag aerodynamicznych, zróżnicowanych pod względem konstrukcji, liczby osi pomiarowych, zakresu pomiarowego oraz sposobu mocowania.
Najnowszy system pomiarowy, znajdujący się w naszym laboratorium, stanowi wielokanałowy system National Instruments oparty o architekturę PXIe, bazujący na 18-slotowej obudowie PXIe-1085 o przepustowości do 12 GB/s, sterowany kontrolerem PXIe-8135 z macierzą dyskową NI 8260. W obudowie zainstalowano wielokanałowe karty pomiarowe o architekturze PXIe służące do pomiarów wartości napięć, prądów, temperatur, przyspieszeń i sił.
Przeprowadzamy wizualizacje opływu obiektów badanych poprzez pomiar dwuwymiarowego pola prędkości przepływającego powietrza w tunelach niskich oraz wysokich prędkości za pomocą techniki anemometrii obrazowej – PIV, dysponujemy:
- PIV 2D2C (2D – dwa wymiary, 2C – dwie składowe prędkości w płaszczyźnie),
- 2D3C (2D – dwa wymiary, 3C – trzy składowe prędkości w płaszczyźnie, Stereo-PIV),
- 3D3C (3D – trzy wymiary, 3C trzy składowe prędkości w objętości – pomiary wolumetryczne).
Do pomiarów trójwymiarowej anemometrii obrazowej (PIV 3D) posługujemy się systemem firmy Dantec Dynamics AS, zakupionym w 2013 roku, opartym o specjalistyczny laser Dantec Dynamics DualPower 425-10 PIV o mocy 425 mJ dla fali 532 nm na wnękę i częstotliwości 10 Hz z ramieniem optycznym o długości 2000 mm, z zestawem kamer Dantec Dynamics HiSense 610 wyposażonym w doskonałe obiektywy firmy Canon oraz najnowszym oprogramowaniem Dynamic Studio 4.10.
Trisoniczny tunel aerodynamiczny N-3
Unikatowy trisoniczny tunel aerodynamiczny N-3 typu wydmuchowego rozpoczął pracę w 1965 roku. Zastosowanie eżektora ciśnieniowego z częściową recyrkulacją powietrza umożliwiło funkcjonowanie w trzech reżimach prędkości:
- poddźwiękowym,
- okołodźwiękowym,
- naddźwiękowym (zakres uzyskiwanych liczb Macha Ma = 0,2–2,3).
Tunel zasilany jest z dwóch kulistych zbiorników sprężonego powietrza o objętości łącznej wynoszącej 2880 m³ i maksymalnym ciśnieniu 7 atm. Powietrze sprężają sprężarki o mocy łącznej do 2000 kW, odpowiednio oczyszczone i osuszone.
Średni czas pracy tunelu wynosi:
- dla naddźwiękowych liczb Macha około 3 minut,
- dla okołodźwiękowych liczb Macha około 5 minut,
- dla poddźwiękowych liczb Macha Ma = 0,3–0,5 do kilkunastu minut.
Pomiary wykonywane są w komorze pomiarowej o przekroju poprzecznym 0,6 x 0,6 m,
co klasyfikuje tunel jako największy i najszybszy obiekt w Polsce.
Parametr | Wartość |
Wymiary przestrzeni pomiarowej – wysokość x szerokość | 0,6 m x 0,6 m |
Wymiary przestrzeni pomiarowej – długość | 1,5 m |
Czynnik roboczy | powietrze |
Prędkość czynnika roboczego | Ma = 0,2–2,3 |
Tunel aerodynamiczny N-3 – zakres usług
- ciśnieniowe i wagowe badania tunelowe modeli statków powietrznych, pomiar ich charakterystyk aerodynamicznych i rozkładów ciśnienia;
- pomiary obciążeń aerodynamicznych na elementach modeli samolotów, takich jak:
- skrzydła,
- stateczniki poziome i pionowe,
- powierzchnie sterowe,
- podwieszenia itp.;
- pomiary momentu zawiasowego na elementach sterowych;
- badania granic początku występowania buffetingu oraz jego intensywności
w szerokim zakresie prędkości przepływu; - wizualizacje przepływu metodami:
- anemometrii obrazowej (PIV),
- olejową,
- Schlierena (monochromatyczna i kolorowa);
- badania tunelowe charakterystyk aerodynamicznych profili;
- ciśnieniowe pomiary wielkości nieustalonych z układem wymuszającym ruchy oscylacyjne.
Tunel aerodynamiczny małych prędkości T-3 (5m)
Zmodernizowany w 2015 roku tunel aerodynamiczny małych prędkości T-3 jest tunelem o obiegu zamkniętym, ciągłego działania, z otwartą przestrzenią pomiarową o średnicy 5 metrów i długości 6,5 metra. Wymiary, moc silnika (5,6 MW) oraz prędkość przepływu powietrza (100 m/s) pozwalają zaliczyć tunel T-3 do światowej czołówki tuneli aerodynamicznych małych prędkości.
Tunel wyposażony jest w innowacyjną instalację przepływu wtórnego o średnicach IPW400, IPW150, IPW80, IPW50, umożliwiającą uzyskanie dodatkowego przepływu powietrza o maksymalnym wydatku masowym odpowiednio 45 kg/s, 6kg/s, 2 kg/s, 1kg/s; oraz Instalację Przepływów Podciśnieniowych IPP.
Instalacje IPW80 oraz IPW50 pozwalają również na podwyższenie temperatury czynnika roboczego do 270°C. Unikatowy układ umożliwia prowadzenie testów przepływów wewnętrznych elementów silników lotniczych lub ich modeli w warunkach symulowanego startu i lądowania z uwzględnieniem podwyższonej temperatury gazów wylotowych.
Parametr | Wartość |
Wymiary przestrzeni pomiarowej – średnica | 5 m |
Wymiary przestrzeni pomiarowej – długość | 6,5 m |
Czynnik roboczy | powietrze |
Maksymalna prędkość czynnika roboczego | 100 m/s |
Maksymalny wydatek przepływu wtórnego IPW400 | 45 kg/s |
Maksymalny wydatek przepływu wtórnego IPW150 | 6 kg/s |
Maksymalny wydatek przepływu wtórnego IPW80 | 2 kg/s |
Maksymalny wydatek przepływu wtórnego IPW50 | 1 kg/s |
Maksymalna temperatura czynnika roboczego z IPW80, IPW50 | regulowana do 270°C |
Maksymalny wydatek przepływu podciśnieniowego IPP | do 3 kg/s |
Oferujemy możliwość badania następujących obiektów:
- modele statków powietrznych o rozpiętości skrzydeł do 4 m;
- obiekty nieopływowe o wysokości do 3 m;
- obiekty przekroju poprzecznym (prostopadłym do kierunku przepływu) do 2,5 m²;
- modele wirników o średnicy do 3 m.
Tunel aerodynamiczny T-1 (1,5m)
Tunel aerodynamiczny małych prędkości T-1 jest tunelem o obiegu zamkniętym, ciągłego działania, z otwartą przestrzenią pomiarową o średnicy 1,5 m i długości 2,4 metra. Maksymalna prędkość czynnika roboczego wynosi 45 m/s.
Parametr | Wartość |
Wymiary przestrzeni pomiarowej – średnica | 1,5 m |
Wymiary przestrzeni pomiarowej – długość | 2,4 m |
Czynnik roboczy | powietrze |
Maksymalna prędkość czynnika roboczego | 45 m/s |
Tunel aerodynamiczny T-1 – zakres usług
- badania wagowe oraz rozkładu ciśnienia na:
- modelach samolotów,
- śmigłowców,
- pojazdów szynowych,
- pojazdów kołowych i ich elementach;
- optymalizacja geometrii klap i ich położenia;
- optymalizacja momentów zawiasowych dla lotek i sterów;
- wizualizacja przepływu metodami anemometrii obrazowej (PIV), nitkową oraz przy użyciu fluoroscencyjnych mini-nitek i oświetlenia UV;
- dymowa wizualizacja przepływu.
Tunel aerodynamiczny małej turbulencji TMT
Tunel aerodynamiczny małej turbulencji TMT jest tunelem atmosferycznym o obiegu otwartym, z dwiema połączonymi zamkniętymi, prostokątnymi przestrzeniami pomiarowymi.
Tunel został wyposażony w dwa silniki prądu stałego o mocach 5,1 kW i 64 kW, wykorzystywane w zależności od zadanej prędkości pomiarowej czynnika roboczego.
Tunel aerodynamiczny małej turbulencji TMT – zakres usług
- badania wagowe oraz rozkładu ciśnienia na modelach:
- samolotów,
- śmigłowców,
- pojazdów szynowych,
- pojazdów kołowych i ich elementach;
- optymalizacja geometrii klap i ich położenia;
- optymalizacja momentów zawiasowych dla lotek i sterów;
- wizualizacja przepływu metodami anemometrii obrazowej (PIV), nitkową oraz przy użyciu fluoroscencyjnych mini-nitek i oświetlenia UV;
- dymowa wizualizacja przepływu.
Parametr | Wartość |
Wymiary przestrzeni pomiarowej numer 1 – wysokość x szerokość | 0,5 m x 0,65 m |
Wymiary przestrzeni pomiarowej numer 1 – długość | 1,3 m |
Wymiary przestrzeni pomiarowej numer 2 – wysokość x szerokość | 1,75 m x 2,28 m |
Wymiary przestrzeni pomiarowej numer 2 – długość | 1,3 m |
Czynnik roboczy | powietrze |
Maksymalna prędkość czynnika roboczego w przestrzeni pomiarowej numer 1 | 85 m/s |
Maksymalna prędkość czynnika roboczego w przestrzeni pomiarowej numer 2 | 8 m/s |
Regulowana intensywność turbulencji – zakres | 0.1%<τ(tau) τ(tau)<0,03% |
Badania środowiskowe
W ramach Akredytacji Laboratorium Badawczego nr AB 132 na zgodność z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005 prowadzimy badania w zakresie odporności oraz wytrzymałości na narażenia mechaniczne i klimatyczne, a także badania funkcjonalne wyrobów.
Ze względu na znaczący rozwój sektora kosmicznego w Polsce, a także projekty realizowane w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa, poszerzyliśmy zakres oferty o badania wyrobów i rozwiązań stosowanych w konstrukcjach kosmicznych – sztucznych satelitach czy rakietach.
Posiadane aktualnie wyposażenie umożliwia nam wykonywanie różnorodnych testów zgodnych z normami kosmicznymi bądź wytycznymi producentów, dotyczących między innymi wibracji o wysokich przyspieszeniach, zmian temperatury czy obniżonego ciśnienia. Istnieje również możliwość korzystania podczas badań z tzw. przenośnej strefy czystej (clean room).
Badania środowiskowe – zakres oferowanych usług
- badania odporności i wytrzymałości na drgania sinusoidalne i losowe (random),
- badania odporności i wytrzymałości na udary mechaniczne,
- badania odporności i wytrzymałości na drgania w połączeniu z temperaturą i/lub wilgotnością względną,
- badania odporności na niskie i wysokie temperatury,
- badania odporności na cykliczne zmiany temperatury,
- badania odporności na zmiany temperatury i ciśnienia atmosferycznego,
- badania odporności na osady kondensacyjne (szron i rosa),
- badania odporności na zwiększoną wilgotność,
- badania odporności na pył i kurz,
- badanie odporności na korozję (mgła solna),
- badania odporności na opady,
- badania odporności na promieniowanie słoneczne,
- badania w próżni.
Dysponujemy infrastrukturą umożliwiającą testowanie gotowego produktu pod względem badań mechanicznych i klimatycznych już po etapie produkcji.
Badania klimatyczne
Celem realizacji badań klimatycznych jest określenie zachowania materiałów oraz konstrukcji w zadanych warunkach środowiskowych. Symulacja zróżnicowanych czynników atmosferycznych pozwala na weryfikację zasadności wykorzystania badanych obiektów w określonym środowisku.
Badania klimatyczne – możliwości badawcze
Dysponujemy szerokim wachlarzem wysokiej jakości urządzeń, umożliwiających przeprowadzenie różnorodnych badań klimatycznych. Zapewniamy kwalifikacje w zakresie wysokich i niskich ciśnień oraz szerokiego spektrum temperatur, stosując testy ciśnieniowe, temperaturowe, temperaturowo-ciśnieniowe, gazowe i wodne, a także testy szczelności z użyciem detektora helu. Naszą ofertę poszerzyliśmy o realizację testów w komorze próżniowej – pierwszym takim urządzeniu wykorzystywanym w Polsce. Badania wykonuje wykwalifikowany personel posiadający kompetencje oraz specjalistyczną wiedzę.
Zakres oferowanych przez nas badań:
- badania odporności na niskie i wysokie temperatury,
- badania odporności na cykliczne zmiany temperatury,
- badania odporności na zmiany temperatury i ciśnienia atmosferycznego,
- badania odporności na osady kondensacyjne (szron i rosa),
- badania odporności na zwiększoną wilgotność,
- badania odporności na pył i kurz,
- badanie odporności na korozję (mgła solna),
- badania odporności na opady,
- badania odporności na promieniowanie słoneczne,
- badania w próżni.
- kwalifikacje produktowe (dla produktów typu):
- oprzyrządowanie testowe,
- obudowy,
- uszczelki metalowe,
- uszczelki elastomerowe, .
- przyłącza zaciskowe,
- rury,
- ceramika,
- kompozyty,
- złącza HP,
- armatura wysoko i niskociśnieniowa,
- narzędzia,
- wtyczki,
- łożyska,
- zawory,
- siłowniki;
- typy kwalifikacji:
- kwalifikacje na podstawie zaleceń API 6A /17D akredytacja ISO 17025,
- weryfikacje wydajności i odporności materiałowej na ciśnienie i temperaturę,
- ciśnieniowe,
- cykle temperaturowe,
- testy wytrzymałości,
- FAT’s ( Factory Akceptance Tests),
- test odporności na ciśnienie w tym testy niszczące (up to failure),
- testy funkcjonalne,
- testy szczelności,
- badanie odporności obiektów na szybką dekompresję gazu,
- testy konstrukcji wspierające proces odwróconego projektowania (reverse prototyping),
- kwalifikacje uszczelnień i modyfikacja geometrii połączeń.
Badania klimatyczne – wyposażenie
TERMOBAROKOMORA CLIMAS TYP 1000 FCV 70/1 ZE STEROWNIKIEM SPIRALE VS
- wymiary przestrzeni roboczej: 1000 x 1000 x 1000 mm (1000 l);
- zakres temperatury: -70°C ÷ +180°C;
- zakres ciśnienia:
- od atmosferycznego do 10 hPa – bez regulacji temperatury,
- od atmosferycznego do 50 hPa – z regulacją temperatury,
- od atmosferycznego do 1070 hPa.
KOMORA KLIMATYCZNA CLIMATS 4000 H 70/4G ZE STEROWNIKIEM SPIRALE 3
- wymiary przestrzeni roboczej: 2000 x 1900 x 1060 mm (4000 l);
- zakres temperatury: -70°C ÷ +180°C;
- zakres wilgotności: 20% ÷ 95%.
KOMORA KLIMATYCZNA CLIMATS EXCAL 7728–HE ZE STEROWNIKIEM SPIRALE 3
- wymiary przestrzeni roboczej: 900 x 950 x 900 mm (770 l);
- zakres temperatury: -90°C ÷ +200°C;
- prędkość zmian temperatury: 17°C/min w zakresie temperatur od -55°C do +180°C;
- zakres wilgotności: 20% ÷ 95%.
KOMORY KLIMATYCZNE
- wymiary przestrzeni roboczej: 2500 x 2500 x 2500 mm;
- zakres temperatury: -100⁰C ÷ +260⁰C;
- tempo zmiany temperatury: 2⁰C/min.
BASEN TESTOWY
Próby ciśnieniowe umożliwiają weryfikację szczelności oraz jakości wykonania wyrobu.
Wykonujemy badania szczelności obiektów przeznaczonych również do pracy pod wodą.
Możliwość wykonywania prób „na mokro” i „na sucho”.
- wymiary przestrzeni roboczej: 4500 x 4500 x 4500 mm;
- testy hydrauliczne: ~2900 bar;
- testy gazowe: ~ 1720 bar.
STANOWISKO DO SZYBKICH ZMIAN CIŚNIENIA (DEKOMPRESJA)
- wymiary komory: 770 x 800 x 800 mm (490 l);
- zmiany ciśnienia od wartości 746,7 hPa do ciśnienia z zakresu od 467 do 90 hPa;
- czas zmiany ciśnienia nie więcej niż 15 ms.
KOMORA SOLNA TYP SF/CCT/VH ZE STEROWNIKIEM EUROTHERM
- wymiary przestrzeni roboczej: 850 x 2000 x 1000 mm (1700 l);
- zakres temperatury: od temperatury otoczenia do +60°C (z wilgotnością) oraz do +70°C (bez wilgotności);
- badania zgodne z normami: MIL STD-810E, ISO 6270-2, DIN 50.02, ASTM 13117;
- zakres wilgotności:
- od 50% do 95% przy 20°C,
- od 30% do 95% przy 30°C,
- od 15% do 95% przy 60°C.
KOMORA DESZCZOWA TYP SWT 600/800 ZE STEROWNIKIEM SIMPATI
- wymiary przestrzeni roboczej: 1810 x 1800 x 1800 mm (5800 l);
- średnica stołu obrotowego: 600 mm;
- możliwość realizacji badań zgodnych z: IPX1, IPX2, IPX3, IPX4, IPX5, IPX6, IPX6K.
KOMORA DO SYMULACJI PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO SUNEVENT SUN/1000 ZE STEROWNIKIEM SIMPATI
- wymiary przestrzeni roboczej: 1000 x 1000 x 1000 mm (1000 l);
- moduł do napromieniania:
- lampa metalohalogenkowa: 2500 W,
- natężenie napromieniania: 400-1125 W/m²,
- zakres światła: 280-3000 nm.
KOMORA PYŁOWA ST 2000U ZE STEROWNIKIEM SIMPATI
- wymiary przestrzeni roboczej: 1000 x 1900 x 950 mm (1800 l);
- pojemność pyłu: 5 kg suchego pyłu talkowego;
- możliwość przeprowadzania badań w temperaturze do 55°C oraz zgodnie z normą DIN EN 60529.
SYSTEM WYTWARZANIA GAZU N2
- zbiornik ciekłego azotu 20 ton,
- parownik z pomp,
- wiązki butli 700 l gaz pod ciśnieniem 200 bar.
ZASILACZE HYDRAULICZNE HPU STEROWANE Z PLC
- wydajności:
- 5 kpsi (~350 bar) – jednostki olejowe,
- 20 kpsi (~1400 bar) – jednostki wodne.
DETEKTOR HELU
Realizujemy usługi wykrywania nieszczelności z wykorzystaniem urządzenia do detekcji helu. Lokalizacja i pomiar wielkości nacieku w badanych obiektach może odbywać się dwojako:
- w testowanym obiekcie wytwarzane jest nadciśnienie helu, a nieszczelność poszukiwana jest na zewnątrz za pomocą obwąchiwacza;
- wewnątrz obiektu generowana jest próżnia, zaś sam obiekt owiewany jest helem
od zewnątrz. - dwa tryby testowania: próżnia i obwąchiwanie.
GENERATORY WYSOKICH CIŚNIEŃ
- gaz N2 do 25 kpsi (~1720 bar),
- płyny do 42 kpsi (~2900 bar).
URZĄDZENIA POMIAROWE LASER TRACKER
- precyzyjne pomiary 3D.
STEROWANA POPRZEZ PLC PRASA (ZGNIATACZ) HYDRAULICZNA PRACUJĄCA W DWÓCH KIERUNKACH
- siła zgniatania: 1,5 M lbs (push) 680 ton,
- siła rozciągania: 0,1 M lbs (pull) 45 ton.
WIELOKANAŁOWE SYSTEMY REJESTRACJI DANYCH (DAS)
- kalibracja i akwizycja.
Badania mechaniczne
Realizujemy badania umożliwiające określenie odporności oraz wytrzymałości materiałów i konstrukcji na drgania oraz udary mechaniczne.
Dysponujemy szerokim wachlarzem wysokiej jakości urządzeń, przeznaczonych do wykonywania następujących testów mechanicznych:
- badania odporności i wytrzymałości na drgania sinusoidalne i losowe (random),
- badania odporności i wytrzymałości na udary mechaniczne,
- badania odporności i wytrzymałości na drgania w połączeniu z temperaturą i/lub wilgotnością względną,
- badania elementów wirujących w próżni,
- badania odporności i wytrzymałości na drgania sinusoidalne w zakresie od
5 Hz do 2500 Hz:- amplituda przyspieszenia do 900 m/s2,
- amplituda przemieszczenia do 25 mm – dla obiektów o do 400 kg;
- badania drgań szerokopasmowych w zakresie od 5 do 2000 Hz:
- amplituda przyspieszenia rms od 0,3 do 240 m/s2,
- gęstość widmowa od 0,004 do 45(m/s2) xHz-1 – dla obiektów do 400 kg;
- badanie odporności i wytrzymałości na wielokrotne udary mechaniczne w zakresie przyśpieszeń do 3200 m/s2, częstości udarów do 3 Hz i czasie trwania impulsu
od 1 ms do 30 ms – dla obiektów o masie do 400 kg.
Badania wykonuje wykwalifikowany personel posiadający odpowiednie kompetencje oraz specjalistyczną wiedzę.
Badania mechaniczne – wyposażenie
WSTRZĄSARKA IMV I250/SA4M-CE ZE STEROWNIKIEM MEDALLION II
- częstotliwość drgań: 5 – 2500 Hz;
- maksymalna amplituda przemieszczenia: 50 mm;
- maksymalna siła: 40 kN;
- maksymalne przyspieszenie:
- dla drgań sinusoidalnych: 500 m/s²,
- dla drgań losowych/random (rms): 140 m/s²,
- dla udarów: 800 m/s²;
- dodatkowe wyposażenie:
- stół ślizgowy o wymiarach: 750 x 750 mm,
- head-expander o wymiarach: 700 x 700 mm,
- head-expander o średnicy: 610 mm.
KOMORA KLIMATYCZNA (DO BADAŃ DRGAŃ W OKREŚLONYCH TEMPERATURACH) TYP CLIMATS 1200 H 70/5 ZE STEROWNIKIEM SPIRALE 3
- wymiary przestrzeni roboczej: 1000 x 1100 x 1100 mm (1200 l);
- zakres temperatury: -70°C ÷ +180°C;
- prędkość zmian temperatury: 5°C/min;
- zakres wilgotności: 20% ÷ 95%.
MOBILNY CLEANROOM MODEL SC-35/25/29 wymiary: 3,5 x 3,0 x 2,6 m;
- kurtyny paskowe z antystatycznego przezroczystego PCV;
- filtr HEPA – ISO7;
- automatyczny przepływ powietrza: 0,45 m/s;
- możliwość zastosowania przy badaniach drgań w czystym powietrzu.
KOMORA PRÓŻNIOWA
- długość robocza: 9,65 m;
- średnica: 5,5 m;
- objętość całkowita: 265 m3;
- całkowita masa: 177 ton;
- prędkości: do 12 tys. obr./min.
- realizacja badań elementów wirujących.
Badania w warunkach mikrograwitacji
Mikrograwitacja stanowi stan przestrzeni, w której przyspieszenie grawitacyjne zostaje znacząco zredukowane bądź całkowicie wyeliminowane, przy czym sama siła grawitacyjna nadal istnieje – powstaje tzw. stan nieważkości.
Jedną z metod tworzenia środowiska mikrograwitacji jest lot suborbitalny na pokładzie rakiety. Rakieta, znajdująca się na znacznej wysokości, na którą nie działają siły aerodynamiczne oraz ma wyłączony napęd, doświadcza swobodnego spadania, w efekcie czego ładunek użyteczny rakiety poddawany jest działaniu mikrograwitacji.
Mikrograwitacja na pokładzie rakiet suborbitalnych może posłużyć precyzyjnym pomiarom właściwości termofizycznych ciekłych metali czy też badaniu reakcji żywych organizmów na bodźce grawitacyjne.
Badania w warunkach mikrograwitacji – możliwości badawcze
Dysponując rakietą ILR-33 BURSZTYN 2K, efektywną kosztowo, skalowalną i ekologiczną konstrukcją, mamy możliwość wydajnego eksperymentowania w mikrograwitacji oraz sondowania atmosfery. Rakieta ILR-33 BURSZTYN 2K wykorzystywana jest podczas lotu jako suborbitalna platforma testowa, mogąca zapewnić do 150 sekund warunków mikrograwitacji dla ładunku o masie 10 kg. Przedział ładunku użytecznego może zostać dostosowany do wymagań Klienta, zapewniając możliwie jak najlepsze warunki badawcze.
Parametry techniczne rakiety ILR-33 BURSZTYN 2K | |
Długość | 4,6 m |
Średnica członu głównego | 230 mm |
Pułap lotu | 100 km |
Maksymalna prędkość | 1300 m/s |
Masa ładunku użytecznego | 10 kg |
Maksymalne przeciążenie | 14 g |
Czas trwania mikrograwitacji (10-3 g, 5 kg) | 150 s |
Silniki pomocnicze | |
Typ | Stały materiał pędny |
Ciąg maksymalny | 2 x 16 000 N |
Czas pracy | 6 s |
Komora spalania | Struktura kompozytowa |
Silnik główny | |
Typ | Hybrydowy silnik rakietowy |
Utleniacz | Nadtlenek wodoru (H2O2), stężenie 98%+ |
Paliwo | Polietylen |
Ciąg maksymalny | 4 000 N |
Czas pracy | 40 s |
Komora spalania | Struktura kompozytowa |
Badania w próżni
Realizujemy badania komponentów, mechanizmów, podsystemów i kompletnych pojazdów kosmicznych (np. satelitów) w symulowanym i w pełni kontrolowanym środowisku kosmicznym na ziemi.
Badania w komorze termiczno-próżniowej umożliwiają m.in.:
- weryfikację projektu i jego mechanicznego wykonania,
- potwierdzenie prawidłowego działania w locie:
- wykazanie solidność konstrukcji;
- weryfikacja działania zgodne ze specyfikacją w charakterystycznym środowisku;
- pomiar krytycznych parametrów pracy (rozpraszanie mocy);
- weryfikację osiągów (w zakresie specyfikacji) w środowisku docelowym,
- pomiar krytycznych parametrów wydajności (rozpraszanie energii cieplnej),
- potwierdzenie założeń modelu termicznego,
- przeprowadzenie bake-out-u i weryfikację rodzaju odgazowanych cząstek.
Komora termiczno-próżniowa – badania
Rodzaje prowadzonych testów:
- środowiskowe testy obciążeniowe,
- weryfikacja wydajności,
- termiczna weryfikacja sprzętu,
- wypiekanie.
Testowanie odbywa się na czterech poziomach narażeń (stress levels):
- Development testing – wykonywane celem zdobycia danych do analizy, realizacja możliwa
w każdym momencie sekwencji testowej. - Qualification testing – weryfikacja hardware oraz procesu produkcyjnego, z pominięciem jakości wykonania; narażenia środowiskowe większe niż oczekiwane na orbicie. Badanie nie jest wykonywane na modelu lotnym.
- Protoflight qualification testing – wykonywane na modelu lotnym, nazywane także protoequal testing albo flight-proof testing.
- Acceptance test – weryfikacja jakości wykonania i demonstracja „flight-worthiness”, realizowane po teście kwalifikacyjnym.
Komora termiczno-próżniowa – charakterystyka
Wyposażenie komory w pompy rootsa ECODRY40 oraz pompy turbomolekularne MAG1600 umożliwia osiągnięcie poziomu próżni rzędu 10-6 mbar (10-5 Pa).
Charakterystyka:
- objętość wewnętrzna komory:4,5m3;
- użytkowa przestrzeń badawcza: 3,5m3;
- wymiary stołu pomiarowego: 2100 x 1000 mm;
- 7 niezależnie kontrolowanych temperaturowo płyt termicznych (niezależne obwody chłodzenia i grzania);
- system chłodzenia: ciekły azot;
- wysuwające się na szyny oraz wykonany ze stali nierdzewnej 304 L zbiornik;
- osłona zbiornika o średnicy 1140 mm, wewnątrz pokryta czarną farbą o wysokiej emisyjności (typ MAP 11 + PU1);
- temperatura każdego z paneli oraz modułów wewnętrznego płaszcza regulowana w zakresie od -180oC do +165oC;
- stabilizacja temperatury z wykorzystaniem LN2 oraz GN2;
- zautomatyzowany proces sterowania i monitorowania pracy komory monitorowany zdalnie za pomocą oprogramowania „SPIRALE Vs”;
- orientacyjna szybkość zmian temperatury około 1,5oC /min przy grzaniu oraz chłodzeniu;
- cleanbox klasy ISO 7 wg ISO 14644-1;
- mikrowaga kwarcowa [QCM];
- wbudowany analizator gazów resztkowych (RGA);
- strefa zabezpieczona (strefa EPA) przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ochrona przed ESD).
Laboratorium Badań Środowiskowych jest akredytowanym laboratorium wg normy ISO /IEC 17025 „Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących”, zakres akredytacji PCA AB132.