Полегшена конструкція лопатей ротора (дослідження) - технології ефективного використання ресурсів в Росії
В рамках проекту WALiD консорціум з 11 компаній із 7 країн ЄС працює над розробкою нових термопластичних композитів для використання в лопатках роторів офшорних вітряних турбін. Покращення конструкції та матеріалу призначене для зменшення ваги лопатей ротора і, таким чином, продовження очікуваного терміну служби. Крім того, на відміну від матеріалів на основі термореактивних матеріалів, які в основному використовуються в даний час, термопластичні композити повинні перероблятися. Чотирирічний дослідницький проект стосується різних областей лопаті ротора.
Наконечник лопаті ротора
Зменшення ваги на кінчику лопаті ротора призводить до меншого навантаження на з’єднання лопаті і має великий вплив на загальну вагу лопаті ротора.
Зовнішня оболонка листа
Для того, щоб зменшити вагу всієї структури листка, проект розгляне найбільші компоненти зовнішньої оболонки листя, яка складається із сендвіч-структури. У проекті WALiD нові модифіковані термопластичні суміші використовуються для сандвічевих основних матеріалів, а також покривних шарів, які відповідають вимогам для використання у великих офшорних системах. З цією метою досліджується інтеграція наночастинок і волокон для досягнення більш високої міцності матеріалу.
Внутрішня структура
Внутрішній зв’язок двох сендвіч-структур зовнішньої оболонки також оптимізований у проекті. З цією метою досліджуються нові підходи до проектування, які реалізуються з термопластичними матеріалами. Поєднання термопластичних пін з оптимізованими волокнистими композитними матеріалами як покривні шари забезпечує зменшену вагу та нові варіанти виготовлення.
Покриття
Лопаті ротора з армованих волокнами термопластів вимагають додаткового захисту від забруднення навколишнього середовища, такого як ерозія, стирання, забруднення та обмерзання. У офшорних вітрогенераторах ерозія особливо спричинена впливом крапель, для чого потрібне покриття з гумоподібним характером, але яке, тим не менше, має мати стійку до подряпин поверхню. Робочий пакет WALiD включає визначення покриття з оптимальними властивостями. Одночасно розробляються термопластичні покриття з анізотропним характером. Особлива увага приділяється адгезії, оскільки покриття повинно прилипати до термопластичних композитів.
З'єднання леза
З'єднання леза повинно нести найбільше навантаження. Згинальний момент найбільший у точці з'єднання між лопаткою ротора та підшипником, саме тому стійкість та міцність є дуже важливими в цій точці. У проекті WALiD оптимальне використання односпрямованого армування волокон (шари UD) повинно призвести до вдосконалення концепцій з'єднання. Зі зміненим складом матеріалу можна також вивчити нові дизайнерські концепції, які досліджуються в рамках проекту.