Według wizji UE dla lotnictwa do 2050 roku, Europa ma stać się światowym liderem w dziedzinie zrównoważonych produktów i usług lotniczych, zaspokajając jednocześnie potrzeby swoich obywateli i społeczeństwa. W celu realizacji tych zamierzeń wyznaczono niezwykle ambitny cel – zmniejszenie zużycia energii oraz emisji CO2 na pasażerokilometr przez samoloty o 75% do 2050 roku.
Osiągnięcie tego celu nie byłoby jednak możliwe, gdyby przemysł lotniczy polegał w tej kwestii wyłącznie na stopniowym udoskonalaniu najnowocześniejszych technologii. W ramach zaplanowanego na trzy lata projektu ULTIMATE finansowanego przez Unię Europejską planowane jest osiągnięcie części redukcji emisji dzięki rewolucyjnym nowym technologiom.
„Szacuje się, że ostatnie 18% redukcji emisji wymagane w celu osiągnięcia celu zakładającego ograniczenie emisji o 75% będzie wymagało zastosowania rewolucyjnych technologii rozwijanych w ramach programu ULTIMATE”, stwierdził Tomas Grönstedt, profesor szwedzkiego Uniwersytetu Technologicznego Chalmers i koordynator projektu, w opublikowanym ostatnio
komunikacie prasowym.
W ramach prowadzonych działań podmioty uczestniczące w projekcie podjęły próbę rozwiązania problemu trzech głównych źródeł strat energii w obecnie eksploatowanych silnikach lotniczych: nieodwracalności procesów spalania paliwa, temperatury powietrza wylotowego rdzenia oraz energii kinetycznej przepływu. Łącznie odpowiadają one za ponad 80% całkowitych strat energii. Osiem koncepcji silników zaprezentowanych na międzynarodowych targach lotniczych Farnborough International Airshow 2018 stanowią przykłady energooszczędnych rozwiązań opracowanych w ramach projektu ULTIMATE.
Osiem innowacyjnych projektów lotniczych zaprezentowanych na wystawie
Dwa spośród projektowanych rozwiązań opierają się na koncepcji schłodzonych rdzeni i pulsacyjnego spalania detonacyjnego. Zgodnie z opisem na
witrynie internetowej projektu, „wstępne chłodzenie strumienia przed spalaniem detonacyjnym poprawia sprawność objętościową i pozwala na zwiększenie ciśnienia spalania przy jednoczesnym zmniejszaniu ryzyka przedwczesnego zapłonu oraz wymagań w zakresie chłodzenia silnika”. Partnerzy projektu przedstawili jeden wariant silnika na potrzeby lotów na trasach europejskich oraz osobny wariant wykorzystujący turbowentylatory przekładniowe, opracowany z myślą o lotach długodystansowych.
W ramach projektu ULTIMATE opracowano trzy zaawansowane koncepcje silników. Pierwsza z nich – silnik wyposażony w otwarty wirnik oraz tarczę nutacyjną zapewniającą obieg wysokotemperaturowy, niweluje nieefektywności wynikające z zastosowania otwartego wirnika poprzez dodanie cyklu wysokotemperaturowego. Pozostałe dwie koncepcje opracowane przez zespół obejmują silnik turbowentylatorowy z zamkniętym cyklem niskotemperaturowym oraz silnik turbowentylatorowy łączący otwarty cykl niskotemperaturowy z cyklem wysokotemperaturowym zapewnianym przez tarczę nutacyjną, chłodzeniem międzystopniowym i spalaniem wtórnym. Konstrukcje te proponują rozwiązania umożliwiające zwiększenie mocy rdzenia silnika, zmniejszenie masy układu wytwarzania mocy i poprawienie sprawności cieplnej.
Zaproponowana w ramach projektu koncepcja ultracienkiego adaptacyjnego wlotu stanowi rozwiązanie, które może poprawić działanie silników turboodrzutowych dwuprzepływowych o dużym stosunku dwuprzepływowości, wyposażonych w ultracienkie i bardzo krótkie gondole.
Kolejnym osiągnięciem projektu jest koncepcja wykorzystująca dodatkowy rekuperator, w ramach której zaproponowano montaż dwóch wymienników ciepła wewnątrz rdzenia silnika. Ostatnia z koncepcji opracowanych przez partnerów projektu – silnik z cyklem kompozytowym – łączy w sobie konwencjonalną turbinę gazową z rozwiązaniami znanymi z silników tłokowych.
„Obecnie jesteśmy na dobrej drodze do osiągnięcia drugiego poziomu gotowości technologicznej”,
stwierdził Grönstedt.
Na podstawie zaprezentowanych osiągnięć zostaną wypracowane strategie rozwoju technologii opracowanych w ramach projektu ULTIMATE (Ultra Low emission Technology Innovations for Mid-century Aircraft Turbine Engines) w celu stworzenia produktów i wprowadzenia ich na rynek. Strategie te posłużą również jako plany działania dla przyszłych europejskich badań nad napędami i lotnictwem.
Więcej informacji:
witryna internetowa projektu ULTIMATE
poleca:
