Project detail

Research and development of coatings from abradable materials for turboprop engine thermodynamic efficiency improvement

Duration: 01.01.2016 — 31.12.2018

Funding resources

Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR - TRIO

- whole funder (2016-01-01 - 2018-12-31)

On the project

Výzkum a vývoj pokročilých materiálů a technologií žárového nástřiku pro aplikace povlaků ve studené kompresorové a horké turbínové části leteckého turbovrtulového motoru H80 a jeho derivátů za účelem dosažení snížení tlakových ztát a zvýšení termické účinnosti motoru. Snížení tlakových ztrát bude dosaženo prostřednictvím aplikace materiálů obrousitelných povlaků v oblasti radiální vůle mezi rotorovými a statorovou částí motoru. Za zachování současných provozních podmínek turbovrtulového motoru se předpokládá, že naplnění cíle projektu aplikací pokročilých materiálů obrousitelných povlaků a superpozicí navrženého řešení ve studené i horké části motoru umožní snížení tepelné zátěže o více než 18 °C a snížení spotřeby paliva až o 5,5 g / kW / h (o cca 1,5 %), což rovněž přímo souvisí s prodloužením životnosti povlakovaných komponent a snížením emise nežádoucích skleníkových plynů.

Description in English
The goal of the project is research and development of thermal coating´s advanced materials and technologies for application of coatings in a cold compressor part and hot turbine part of an aircraft turboprops engine H80 and its derivative versions, with the purpose to reach a decrease of pressure loss and to increase engine thermal efficiency. Decrease of pressure losses will be reached by applying abradable coatings´ material in the area of radial clearance between the rotor and stator part of the engine. Providing the current operation conditions of the turboprops engine will remain, it is expected that reaching the goals of the project by applying advanced material of the abradable coatings and by superposition of the proposed solution in the cold as well as hot part of the engine will enable to decrease thermal load by more than 18°C and reduce the fuel consumption by up to 5,5 g / kW / h (by cca 1,5 %), which also directly corresponds with extension of life of coated components and reduction of emission of undesired greenhouse gases. Besides the commercially available materials used for similar applications in energy, partial goal of the project will also be a proposal for new material systems and specific testing methods of these surface treatments, which could be used for these applications in aviation.

Keywords
Turboprop Engine; Thermal Spraying; Abrasive Materials; Engine efficiency; Durability

Key words in English
Turboprop Engine- Thermal Spraying- Abrasive Materials- Engine efficiency- Durability

Mark

FV10211

Default language

Czech

People responsible

Čelko Ladislav, doc. Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Advanced instrumentation and methods for material characterization
- co-beneficiary (2016-09-01 - 2018-12-31)
GE Aviation Czech s. r. o.
- beneficiary (2016-01-01 - 2018-12-31)

Results

JECH, D.; REMEŠOVÁ, M.; KOMAROV, P.; TKACHENKO, S.; ČESÁNEK, Z.; SCHUBERT, J.; HOUDKOVÁ, Š.; ČELKO, L. Evaluation of Microstructure, Phase Composition and Hardness of Alternative Abradable Ceramic Coating Systems Produced by Means of Atmospheric Plasma Spraying. In Binders, Materials and Technologies in Modern Construction V. Solid State Phenomena. Switzerland: Trans Tech Publications, 2019. p. 161-166. ISBN: 978-3-0357-1550-7. ISSN: 1662-9779.
Detail

JECH, D.; ČELKO, L.; KOMAROV, P.; ZIEGELHEIM, J.; ČESÁNEK, Z.; SHUBERT, J. The Role of Different Atmospheric Plasma Spray Parameters on Microstructure of Abradable AlSi-polyester Coatings. In Přínos metalografie pro řešení výrobních problémů. Solid State Phenomena. 14. Switzerland: Trans Tech Publications, 2017. p. 224-229. ISBN: 978-80-01-06150-3. ISSN: 1662-9779.
Detail

ZIEGELHEIM, J.; LOMBARDI, L.; ČESÁNEK, Z.; HOUDKOVÁ, Š.; SCHUBERT, J.; JECH, D.; ČELKO, L.; PALA, Z. Abradable Coatings for Small Turboprop Engines: A Case Study of Nickel-Graphite Coating. JOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY, 2019, no. 1, p. 1-9. ISSN: 1059-9630.
Detail

ČELKO, L.; JECH, D.: HITE-ABRA-I.; Testovací zařízení pro zkoušení obrusitelnosti povlaků za vysokých teplot. laboratoře CEITEC, VUT v Brně. (prototyp)
Detail

ZIEGELHEIM, J.; PALA, Z.; ČELKO, L.; JECH, D.; ČESÁNEK, Z.; HOUDKOVÁ, Š.; SCHUBERT, J.: ROGETU-YSZ-POLY; Rozvaděč generátorové turbíny s povlakem z obrusitelného materiálu na bázi YSZ-polymer. laboratoře GE Aviation Czech s. r. o.. (funkční vzorek)
Detail

ČESÁNEK, Z.; HOUDKOVÁ, Š.; PRANTNEROVÁ, M.; SCHUBERT, J.; ČELKO, L.; JECH, D.; PALA, Z.; ZIEGELHEIM, J.: EM601.37-906; Povlakovaný dílec rozvaděče VT. GE Aviation Czech s.r.o.. (prototyp)
Detail

ZIEGELHEIM, J.; PALA, Z.; ČELKO, L.; JECH, D.; ČESÁNEK, Z.; SCHUBERT, J.: STAXI-OBMALSI-I.; Stator prvního axiálního stupně s povlakem z obrusitelného materiálu na bázi Al Si-polymer. laboratoře GE Aviation Czech s. r. o.. (funkční vzorek)
Detail

ZIEGELHEIM, J.; PALA, Z.; ČELKO, L.; JECH, D.: ROGETU-SRTIO-01; Rozvaděč generátorové turbíny s povlakem z alternativního obrusitelného materiálu na bázi SrxTiOy. laboratoře GE Aviation Czech s. r. o.. (funkční vzorek)
Detail

Link

https://www.rvvi.cz/cep?s=jednoduche-vyhledavani&ss=detail&n=0&h=FV10211

Responsibility: Čelko Ladislav, doc. Ing., Ph.D.