Silnik Catalyst GE w Dronach

W biznesie i lotnictwie debiutuje właśnie zupełnie nowy silnik turbośmigłowy, jednakże wojskowa wersja tej rewolucyjnej technologii silników to coś więcej niż tylko sam koncept.

kwiecień 2019

W segmencie Business i General Aviation zaprezentowano wielką zmianę, wprowadzając silnik GE Catalyst. Europejskie zespoły Avio Aero i GE Aviation dokonały w ciągu zaledwie 4 lat opracowania i rozwoju tego kompaktowego połączenia mocy i rewolucyjnych technologii, aby zapewnić najwyższą wydajność i niezawodność oraz najlepsze w swojej klasie osiągi. Z tego względu, rozwiązanie to znalazło zastosowanie także dla celów militarnych.

„Silnik Catalyst wyróżnia się spośród innych silników turbośmigłowych dostępnych na rynku z kilku powodów: 30% komponentów jest wytwarzane przy użyciu technologii addytywnej z wykorzystaniem innowacyjnych materiałów, wysoki współczynnik kompresji (16:1, najwyższy w swojej klasie), sprężarka o zmiennej geometrii, chłodzona turbina wysokociśnieniowa, FADEC ze zintegrowanym sterowaniem śmigłem oraz system monitorowania zdrowia w czasie rzeczywistym, to tylko kilka z nich”, powiedział Paolo Salvetti, Dyrektor ds. Sprzedaży dla Potrzeb Wojskowych oraz Lider Rozwoju Produktu, silnik Catalyst w Avio Aero.

„Technologie wykorzystywane przez GE już w większych silnikach, sprawiają, że silnik Catalyst stanowi innowacyjne rozwiązanie nie tylko na rynku lotnictwa biznesowego i ogólnego, ale także wojskowego”. Salvetti mówi także o rynku bezzałogowych pojazdów latających (UAV), powszechnie nazywanych dronami. Jest to naprawdę szybko rozwijający się rynek, zarówno pod względem liczby, jak i zastosowań operacyjnych.

 

Drony, będące targetem silnika Catalyst, w niewielkim stopniu przypominają typowe ultralekkie, małe pojazdy bezzałogowe. Należą one do klasy MALE, tj. o Średniej Wysokości i Długiej Wytrzymałości, i są niezwykle złożonymi pojazdami powietrznymi o rozpiętości skrzydeł powyżej 15 m, masie startowej 5-7 ton, zdolne do wykonywania różnego rodzaju misji operacyjnych na bardzo dużych wysokościach (ponad 41 000 stóp, czyli wyżej niż tradycyjne trasy handlowe) w czasie, który może przekroczyć 24 godziny.

Rynek UAV rozwija się w szybkim tempie: jeśli nawet początkowo był związany wyłącznie technologiczną dominacją Stanów Zjednoczonych i Izraela, dziś rozwija się w także w innych krajach oraz na innych kontynentach. Wśród nich, na przykład, są Europa, Indie, Turcja, Republika Południowej Afryki oraz Zjednoczone Emiraty Arabskie. Trend ten  z jednej strony fragmentaryzuje rynek, ale z drugiej przyczynia się do podniesienia poprzeczki pod względem konkurencyjności, dzięki coraz bardziej wydajnym UAV i coraz niższym kosztom operacyjnym.

Jak twierdzi Salvetti, nowy silnik turbośmigłowy GE będzie szczególnie odpowiedni dla klasy MALE. „Silnik Catalyst oferuje szereg znaczących cech, które dają mu przewagę w nowej generacji UAV: to przede wszystkim zmniejszenie zużycia paliwa umożliwiające dłuższe loty lub zwiększenie tzw. ładunku użytecznego (czyli zdolności operacyjnej). Ale będzie mieć także większą moc na dużych wysokościach, co umożliwi mu przeprowadzenie misji, które nie są dziś możliwe”. Ponadto FADEC umożliwia jeszcze prostszą integrację i „dialog” z systemami elektronicznymi samolotu, podczas gdy system monitorowania stanu silnika w czasie rzeczywistym zapewni większe bezpieczeństwo i niezwykle uproszczone zdalne pilotowanie.

Paolo Salvetti Military Sales Director & Product Growth Leader

Silnik Catalyst oferuje szereg znaczących cech, które dają mu przewagę w nowej generacji UAV: to przede wszystkim zmniejszenie zużycia paliwa umożliwiające dłuższe loty lub zwiększenie tzw. ładunku użytecznego. 

Silnik Catalyst jako jedyny w swojej klasie może pochwalić się „cyfrowym mózgiem”. Luca Bedon, kierownik ds. Zaawansowanych Technologii w Avio Aero, wyjaśnia: “FADEC ze zintegrowanym sterowaniem śmigłem nie tylko ułatwia integrację sterowania śmigłem z systemem zarządzania samolotem, ale umożliwia także tym, którzy latają UAV na sterowanie z centrum sterowania przy użyciu pojedynczej dźwigni. Dzięki temu wzrasta niezawodność całej platformy”.

Prostotę FADEC, oczywistą dla ekspertów lotniczych, można łatwo zrozumieć, jeśli weźmiemy pod uwagę, że do tej pory silniki turbośmigłowe były napędzane za pomocą jednej dźwigni, która daje moc do silnika, oraz drugiej regulującej skok śmigła. Catalyst firmy GE rewolucjonizuje ten paradygmat i ogranicza sterowanie do jednej dźwigni. UAV są obsługiwane z wewnętrznych centrów kontrolnych zlokalizowanych tysiące kilometrów od miejsca wykonywania misji. Z centrów takich można kontrolować i zarządzać operacjami oraz parametrami lotu w czasie rzeczywistym dzięki danym wymienianym między samolotem a satelitą.

Piloci w centrum zdalnego sterowania dysponują wszelkimi informacjami niezbędnymi do śledzenia wszystkich operacji w czasie lotu, co daje im jeszcze lepsze wsparcie w prostym sterowaniu silnikiem. 

Luca Bedon Advanced Technology Leader at Avio Aero

“FADEC ze zintegrowanym sterowaniem śmigłem nie tylko ułatwia integrację sterowania śmigłem z systemem zarządzania samolotem, ale umożliwia także tym, którzy latają UAV na sterowanie z centrum sterowania przy użyciu pojedynczej dźwigni. Dzięki temu wzrasta niezawodność całej platformy”.

Poza funkcjami cyfrowymi silnika Catalyst – do których należą niespotykana gdzie indziej zdolność do gromadzenia i przetwarzania danych w czasie rzeczywistym dla potrzeb diagnostycznych i prognostycznych, wraz ze zoptymalizowaną i dostosowaną obsługą (czynnik kluczowy w misjach wojskowych) – równie istotne są osiągi. „Ten silnik, dzięki swojej architekturze i lekkości uzyskanej dzięki zastosowaniu druku 3D różnych komponentów, może zmniejszyć zużycie paliwa o 15-20%: dla operatora wojskowego łatwo to przekłada się na dłuższą misję lub zwiększoną ładowność” – podsumowuje Bedon.

Kontekst użytkowania tych UAV może obejmować sytuacje nadzwyczajne, takie jak kryzysy humanitarne, klęski żywiołowe, konflikty lub terroryzm, ale także kontekst zywkłych działań związanych z rozpoznaniem lub nadzorem z powietrza.

„Innym szczególnym wymogiem dla średnich i dużych dronów jest umożliwienie lotu w przestrzeni niesegregowanej, jak na przykład nad miastem lub dzielenie tras z cywilnym ruchem lotniczym” - podsumowuje Salvetti. Takie wymogi zostaną z łatwością spełnione przez nasz silnik, dzięki znacznym inwestycjom w technologię, co przełoży się na większą skuteczność misji, a także niższe koszty operacyjne i mniejsze ryzyko dla życia ludzkiego.

Zdjęcie jest własnością Airbus i OCCAR  ©

AUTHOR

Yari Bovalino
Anna Domagala

Rebecca Moses