NSK ha lanciato un nuovo cuscinetto per generatori a turbina a gas specificamente progettato per essere utilizzato in aeromobili a decollo e atterraggio verticale elettrici (eVTOL), inclusi grandi droni. Tra i principali progressi del cuscinetto, ci sono le prestazioni di rivoluzione ad alta velocità e un nuovo meccanismo che riduce l’apporto di lubrificante necessario di circa l’80%, fornendo un contributo significativo all’aumento dell’autonomia dei voli eVTOL.
I nuovi sviluppi significano che gli eVTOL stanno facendo progressi significativi come mezzo di trasporto, con una dimensione di mercato prevista di €124 miliardi entro il 2035. Precedentemente, i sistemi di propulsione eVTOL principali presentavano una completa motorizzazione. Tuttavia, per soddisfare la crescente necessità di maggiore autonomia di volo e migliori capacità di trasporto, la maggior parte si aspetta che la domanda di motori ibridi ad alta potenza, compatti e leggeri continui a crescere.
I generatori a turbina a gas si distinguono da altri progetti di motori ibridi perché possono utilizzare fonti di combustibile come biocarburanti e idrogeno, rendendoli attraenti dal punto di vista della neutralità di carbonio. Oggi, i generatori a turbina a gas sono i contendenti più forti per meccanismi di propulsione pratici negli aeromobili eVTOL.
Estendere l’autonomia dei voli degli aeromobili eVTOL dipende da vari fattori, inclusa la prestazione di rivoluzione ad alta velocità dei cuscinetti del generatore a turbina a gas. Per soddisfare questa esigenza, NSK ha iniziato a sviluppare un cuscinetto in grado di erogare oltre 2,5 milioni di dmn (il prodotto del diametro di passo del cuscinetto e della velocità di rotazione). Inoltre, l’azienda è riuscita a supportare questa prestazione di rivoluzione ad alta velocità con esigenze di lubrificazione minime ma ottimali.
Il problema con la lubrificazione a getto, il meccanismo di lubrificazione più comune per cuscinetti ad alta velocità, è che richiede una grande quantità di olio lubrificante e favorisce elevate perdite di potenza. Tra le alternative c’è la lubrificazione sotto-corsa, che utilizza canali di flusso dedicati nell’albero e nella pista interna del cuscinetto per fornire olio. Anche se questo metodo offre una perdita di potenza e un consumo di olio minimi, ha una bassa versatilità e un costo elevato.
Per superare queste limitazioni, il nuovo meccanismo di lubrificazione di NSK presenta una forma di distanziatore migliorata. Dopo un’immagazzinamento temporaneo dell’olio lubrificante nel distanziatore, il meccanismo fornisce la quantità minima ma ottimale di olio all’interno del cuscinetto utilizzando la forza centrifuga.
La soluzione innovativa di NSK riduce la quantità di olio lubrificante necessaria per il cuscinetto al solo 25% di quella richiesta dalla lubrificazione a getto convenzionale, riducendo anche la perdita di potenza di un terzo. Il nuovo design offre anche una soluzione di lubrificazione altamente versatile e economica rispetto alla lubrificazione sotto-corsa. Come ulteriore vantaggio per i produttori di apparecchiature originali, le pompe di scarico dell’olio di alimentazione e il serbatoio del lubrificante possono ora essere più leggeri, contribuendo ulteriormente all’autonomia di volo degli aeromobili eVTOL.
