Airbus A380, CFM’in Açık Fan Mimarisini Uçuşta Test Edecek

GE ve Safran Aircraft Engines arasında %50-50 ortak bir şirket olan CFM International ve Airbus, Şubat ayında hidrojenle çalışan bir uçak motorunun testleri üzerinde iş birliği yapmayı planladıklarını duyurdu. Farnborough Airshow’da ise Airbus, 2021’de başlatılan RISE (Sürdürülebilir Motorlar için Devrimsel İnovasyon) programına katılarak CFM ile birlikte bu amaca hizmet edeceğini söyledi. Teknoloji geliştirme girişimi, bugün kullanılan en verimli jet motorundan %20 daha az yakıt tüketecek, %20 daha az emisyon açığa çıkaracak ve 2030’ların ortalarında hizmete girebilecek yeni nesil CFM motorunun temelini oluşturacak ileri teknolojiyi olgunlaştırmayı ve göstermeyi amaçlıyor.

Bu on yılın ikinci yarısında uçak üreticisi, açık fan motoru mimarisini doğrulamak için bir Airbus A380 üzerinde uçuş testi gösteri programını yürütmek üzere CFM ile ortaklık kuracak.

Airbus, CFM, GE ve Safran, Hava Taşımacılığı Eylem Grubu‘nun 2050 yılına kadar havacılıkta net sıfır karbon emisyonuna ulaşma niyetine katıldı. CFM International‘ın başkanı ve CEO’su Gaël Méheust, “Endüstrinin net sıfır hedeflerine ulaşmasına yardımcı olacak bir vizyonumuz ve taahhüdümüz var” diyor ve ekliyor: “Açık fanlı uçuş testi gösteri programı, bunu başarmak için heyecan verici bir adım.” diyor.

Bu mimarinin önündeki fan “açık” çünkü diğer turbofan motorlarının aksine bir kasa ile çevrili değil. Bu, ağırlığı azaltıyor ve fan kanatlarının çok daha büyük olmasını sağlıyor. Sonuç olarak fan, motor çekirdeğinden ziyade motorun etrafında çok daha yüksek hacimlerde hava taşıyabiliyor.

Bu iki hacim arasındaki farka baypas oranı deniyor. Baypas oranı, motor verimliliğini tanımlayan önemli bir sayı. CFM motorları, 1980’lerde 5:1 baypas oranından 11:1 baypas oranına sahip LEAP motoruna dönüştü. Açık bir fan, 70:1’in üzerinde bir baypas oranına ulaşabiliyor. Bu da günümüzde uçan en gelişmiş motorlara kıyasla yakıt ve emisyonlarda %20’lik bir azalma anlamına geliyor. Hibrit elektrikli tahrik ve sürdürülebilir havacılık yakıtı daha da derin emisyon kesintilerine yol açabilir.

CFM, şirketin ilk CFM56 motorlarının 1980’lerin başında hizmete girmesinden bu yana giderek daha da verimli ürünler üretmeye yöneliyor. O zamandan beri mühendisler, değiştirdikleri motorlara kıyasla CFM motorlarındaki yakıt tüketimini ve CO2 emisyonlarını %40 oranında azaltmayı başardılar.

Endüstri, açık fan konseptini ilk olarak 1980’lerin ortalarında GE ve Safran‘ın kanalsız fan motoru (UDF) olarak da bilinen GE36 motorunu geliştirip test etmesiyle başladı. GE36 ile çalışan bir McDonnell Douglas MD-80 uçağı 1988’de Farnborough Airshow’a indi.

GE36, karbon fiber kompozitlerden yapılan daha hafif ve daha güçlü fan kanatları gibi ana motor teknolojilerinin olgunlaşmasına yardımcı oldu.

Méheust, “Bu teknoloji ilk olarak 1995 yılında GE90’a, daha sonra GEnx ve CFM LEAP motor ailelerine geçmeden önce GE36 üzerinde test edildi” diyor.

2017 yılında, bir GE Aviation şirketi olan Safran ve Avio Aero, Avrupa Temiz Gökyüzü sürdürülebilirlik girişiminin bir parçası olarak zıt yönlerde dönen, iki pervaneye sahip olan ve ters dönen bir açık pervaneli (CROR) motoru da test etti. Bu çalışma, mühendislerin yeni daha sessiz bir fan konfigürasyonu geliştirmelerine izin verdi.

RISE açık fanlı gösteri motoru, motorun önünde dönen ve hemen arkasında bir sıra stator (sabit) kanat bulunan tek bir büyük, verimli pervaneyle geliştiriliyor.

CFM programı bir yıl önce duyurduğundan beri şirket, çeşitli bileşenleri başarıyla test etmeye başladı. Tamamen monte edilmiş bir motor prototipinin zemin testi bu on yılın ortalarında başlayacak. Uçuş testleri, on yılın ikinci yarısında GE‘nin Victorville, Kaliforniya’daki 747 uçuş test tertibatının yanı sıra Toulouse, Fransa’daki A380 uçuş test programında gerçekleştirilecek.

Uçuş, çeşitli kanatlı uçak kurulum seçeneklerinin aerodinamik performansını nasıl etkilediği hakkında fikir edinilmesini sağlıyor. Mühendisler, itici sistemin verimliliğini artırmanın %20 yakıt verimliliği kazanımları ile geliştirilmiş akustik modelleri doğrulamanın ve %100 sürdürülebilir havacılık yakıtlarıyla uyumluluğu sağlamanın yollarını arayacaklar.

Hidrojen yakıtı, RISE programının nihai ürününde de rol oynayabilir ve Airbus da bu konuda yardımcı oluyor. Şubat 2022’de iki şirket, bir uçağı uçurmak için düşük karbonlu bir yakıt kaynağı olan %100 hidrojeni kullanmanın yollarını araştırmak için ortak bir uçuş test programını duyurdu.

Seramik matris kompozitler gibi çığır açan teknolojiler RISE programında önemli bir rol oynuyor. Günümüzün LEAP motorlarında zaten uçan bu malzeme çeliğin ağırlığının üçte biri kadar, ancak birçok gelişmiş metalik süper alaşımın erime noktasının ötesinde 2.400 derece Fahrenhayt’a kadar yüksek sıcaklıklara dayanabiliyor. Bu sıcaklık artışı bir motorun termal verimliliğini artırıyor. Ek olarak düzinelerce başka bileşen, geleneksel çıkarma yöntemlerinden daha hızlı ve daha ucuz olan 3D yazıcılar ile basılacak veya ek olarak üretilecek. Bu üretim teknolojisi, mühendisler için tasarım alanını serbest bırakarak takım tezgahlarının kapasitesiyle sınırlı olmayan daha organik tasarımlar oluşturmalarını sağlayabilir.

CFM için program, gelecek on yıllar boyunca uçuşu yeniden tanımlayan nesiller arası bir değişim yaratma şansını temsil ediyor. Méheust, “Her şey teknolojinin sınırlarını zorlamak, mümkün olanın sanatını yeniden tanımlamak ve sektörümüz için daha sürdürülebilir uzun vadeli büyüme elde etmeye yardımcı olmakla ilgili” diyor.