お客様の挑戦
航空宇宙メーカーは、航空機設計の効率化と長寿命化を向上させるための新しい方法を常に模索しています。エンジンの燃費や信頼性を少し向上させるだけで、長期的には数百万もの節約になります。
ロールス・ロイスは、よりクリーンで、より燃費が良く、より耐久性のあるジェットエンジンの開発をリードし続けています。このような優れた性能を発揮するためには、エンジン設計に組み込まれた各材料や部品が、より高い温度で、 より長い耐用年数にわたって確実に動作する必要があります。
製品開発の観点から、この性能を検証するためには、ジェットエンジンの材料や部品に離陸、飛行、着陸に生じる複雑な負荷をかけ、さらにエンジンの高温運転に必要な極端な温度をシミュレーションして、燃費や排ガスの性能を向上させる必要があります。
「ガスタービンエンジンの性能の基準を高めるには、試験技術も同様に向上させる必要があることを理解していました」とロールス・ロイス社の材料試験チームリーダーである Barry Ward 氏は語っています。「具体的には、試験実験室で実世界のジェットエンジンの過酷な運転環境を正確にシミュレーションし、意味のある洞察を得るための高度なデータ相関機能を備えている必要があります。
「私たちは高温試験やシミュレーションのため、特に堅牢なソリューションを必要としていました」と Ward は語っています。「試験施設を新設する予定だったため、設備計画のノウハウを持ったサプライヤーも必要でした。」
MTS がロールス・ロイスのガスタービン材料およびコンポーネント試験能力を強化するために選択されたのは、自社が技術的なリーダーシップ、システム統合の専門知識を持ち、サービスおよびサポートの優れた評判があるためだと考えています。
MTS のソリューション
2009 年 9 月、MTS はロールス・ロイス社が、材料や部品の高温試験に最適化された様々な先進ハードウェア、ソフトウェア、アクセサリを決定するよう支援しました。採用された技術は、一軸熱機械疲労 (TMF)、高温低サイクル疲労 (LCF)、破壊力学および引張り試験用の MTS Landmark™ 油圧サーボ試験システムでした。システムにはグリップ、高温伸縮計、環境シミュレーションシステムが含まれます。
ロールス・ロイス社は MTS 平面 2 軸試験装置も発注しました。この装置は実際のジェットエンジンの運転条件に非常に近い、高ストレス、昇温の真空環境で、試料片の多軸応力とトルクを正確に制御します。
MTS 試験システムは、汎用性の高い FlexTest® デジタルコントローラと、クリーンで静かな SilentFlo™ 油圧パワーユニットを搭載しています。MTS TestSuite™ アプリケーションソフトウェアが選ばれたのは、ロールス・ロイスの機械試験オペレーション全体で試験結果を効率的に共有し分析するのに役立つ、試験の開発、実行、報告を簡素化し標準化する機能があるためです。
MTS の試験ソリューションは、2010 年 5 月に開設されたドイツのダーレヴィッツにあるロールス・ロイスのメカニカル試験オペレーションセンター (MTOC) に導入されました。「MTOC 施設のユニークな点は、世界の他の試験施設の大半が旧世代の施設から発展したものであるのに対し、試験のために一から設計されていることです」と Ward 氏は言います。
MTOC 施設の建設前および建設中、MTS のエンジニアは建物の設計者、ロールス・ロイスの情報技術部門、サードパーティのベンダーと密接に協力し、油圧の配電、コンピュータネットワーク、試験システムの統合、その他の重要な詳細を計画しました。「私たちは、事前に私たちのニーズを理解し、これをスマートな作業環境にするためにどのような可能性があるかを判断してくれるサプライヤーを必要としていました」と Ward 氏は語っています。
また、MTS は 6 台の MTS 材料試験システムと 4 台の平面 2 軸システムを旧試験施設から MTOC に移設する際にも協力しました。「この設置は非常に複雑で、すべてをスムーズに進めるために MTS の専門知識に大きく依存しました」と Ward 氏は述べています。「ベストな技術的解決策を見つけるためにはサプライヤーの協力が必要です。」
お客様のメリット
Ward 氏は、先進的な試験能力と最先端の MTOC 施設を持つロールス・ロイスは、 ガスタービン材料や部品の燃料性能および耐用年数の向上をサポートするための十分な設備を備えており、最終的によりクリーンでエネルギー効率が高く、耐久性に優れたジェットエンジンの導入につながると述べています。
「検査能力だけでなく、生産性も大きく向上しました」と Ward 氏は言います。「当社のすべての技術者は ソフトウェアの習得と使用が容易であることを知り、より効率的に作業を行うことができるようになりました。社内の熱機械疲労試験 の専門家は、ソフトウェアの TMF モジュールのシンプルさに特に感心しています。」MTS とロールス・ロイスは協力して、ロールス・ロイスの TMF 試験アプリケーション用のソフトウェアソリューション を開発しました。
ロールスロイスの試験エンジニアは、新しいハードウェアが同様に多機能であることを発見しました。これは MTOC がリソースを最大限に活用するために役立っています。「古い施設では、特定の種類の試験のための特定の機械を所有していました。今では、ある月に特定のタイプの試験のために機械を設定し、次の月には別の試験をサポートするように簡単に再設定することができます。ここでは、1 つのシステム が常にフル稼働しているのに対し、隣のシステムが休止しているということはありません。」
MTS の試験ソリューションは汎用性が高いため、ロールス・ロイス社は先端材料やコンポーネントの研究に共通する多くの未知の世界に容易に対応することができます。「私たちは非標準的な試験を必要とする多くの研究を行っており、そのすべてをサポートするには汎用性と再構成性が必要です。
「ロールス・ロイスには航空宇宙産業の短期的および長期的なニーズの両方に対応する準備が整っています」と Ward 氏は述べています。「次世代のガスタービンの材料や部品を開発するための理想的な設定が整っている一方で、将来的に発生する新しい試験要件にも対応できる機動性も備えています。」
