Airbus a Boeing by ke konci příští dekády měly na trh uvést nástupce řady A320neo a Boeing 737. Původně mělo k inauguraci nové generace jednouličkových letadel dojít okolo roku 2035, ale oba výrobci termín z rozumných důvodů posunuli. Nová letadla slibují přinést revoluční konstrukci a na to je třeba čas a investice. Prodloužení prodejů řady A320neo a Boeing 737 zajistí dostatečné prostředky na vývoj.
Výrobci si uvědomují, že pro odbytový úspěch musí mít nová generace letadel o 20–30 % lepší palivovou účinnost. A to už další dávka steroidů pro existující motory nezvládne. Změny musí být daleko hlubší.
Na motorech pracují stávající dodavatelé Pratt & Whitney a GE Aerospace (resp. CFM International). Narušit jejich duopol se chystá Rolls-Royce.
O další nárůst parametrů se musí postarat nová aerodynamika a nové konstrukční materiály.
GE Aerospace RISE
GE Aerospace, spoluvlastník CFM International (společně se společností Safran), věří v úspěch programu Revolutionary Innovation for Sustainable Engines (RISE), motoru s otevřeným ventilátorem a hybridně-elektrickou technologií. Ta slibuje o 20 % vyšší účinnost ve srovnání se současnými proudovými motory. Počáteční letové testy jsou podporovány Airbusem.
Toto úsilí, které hlavní inženýr GE označuje za dosud největší demonstrační program společnosti, staví na nových materiálech a hybridně-elektrických technologiích.
Výzkumné centrum GE v New Yorku zaměstnává na tisícovku specialistů, kteří zde pracují na vývoji nových kompozitních materiálů s matricí CMC a palivových tryskách tištěných technologií 3D, které se již využívají u motorů LEAP a největšího motoru GE9X.
GE zdůrazňují svou prověřenou schopnost úspěšně přenést pokročilé návrhy přes tzv. „údolí smrti“ – tedy fázi mezi ověřením konceptu a masovou výrobou. Jako příklady úspěšných řešení uvádí kompozitní lopatky ventilátorů motorů GE9X a GEnx.
Pratt & Whitney GTF
Pratt & Whitney (PW), člen skupiny RTX, pokračuje v zásadním zdokonalování stávajícího převodovkového proudového motoru PW1000G. Další zlepšení této revoluční technologie má zvýšit životnost a tepelnou odolnost nasazením kompozitů s keramickou matricí (CMC). Přepracována bude horká část motoru a uplatněno hybridně-elektrické řešení. To by mělo zvýšit palivovou účinnost motoru.
P&W vychází z osvědčeného řešení a vnímá tuto cestu jako spolehlivější a méně rizikovou. Věří, že druhá generace převodovkových proudových motorů (Geared Turbofan - GTF) uspěje díky nižšímu provoznímu riziku a postupným inovacím podloženým reálnou zkušeností. Reagují tím na obavy aerolinek ohledně spolehlivosti, které posílily známé potíže motorů GTF, ale také konkurenčních LEAP.
Pratt & Whitney investují miliardu dolarů do závodu v Asheville v Severní Karolíně, který bude zahrnovat moderní slévárnu a digitální sledování výroby. Továrna je klíčovým bodem pro zvýšení výroby GTF Advantage, nedávno certifikované modernizace, která nabízí až o 8 % vyšší tah a výrazně delší intervaly mezi údržbami.
Pro podporu tohoto cíle spustila společnost P&W programy modernizací pro motory, které jsou již v provozu a jejichž cílem je zvýšit životnost díky novým úpravám tepelně namáhaných částí motorů. To formuje solidní základ pro vývoj nových motorů. K motorům s požadovanými parametry chce společnost dojít v několika krocích.
Jak bylo zmíněno, po potížích motorů GTF používaných letouny řady A320neo, A220 či Embraer E-Jet E2 musí výrobce postupovat velmi opatrně.
Rolls-Royce UltraFan
Prodejem podílu v programu International Aero Engines V2500 společnosti Pratt & Whitney v roce 2012 vystoupil Rolls-Royce z trhu motorů pro jednouličková komerční letadla. Vývoj nové generace jednouličkových letadel nyní nabízí výrobci nejlepší šanci, jak se vrátit na nejlukrativnější část trhu, a to s velmi slibným, revolučně novým motorem. Rolls-Royce má reálnou šanci narušit duopol CFM International a Pratt & Whitney. Tuto ambici mají naplnit motory programu UltraFan (Ultra High Bypass Ratio).
Motory UltraFan jsou díky své škálovatelné architektuře vhodné jak pro širokotrupá, tak jednouličková letadla. Tah motorů se bude pohybovat od 111 do 489 kN. Některé poznatky získané během vývoje demonstrátoru firma již využila pro zlepšení stávajících motorů s cílem prodloužit „dobu na křídle“ a snížit spotřebu paliva.
Demonstrátor UltraFan je vybaven lopatkami ventilátoru z uhlíkového kompozitu s titanovou náběžnou hranou a kompozitním pouzdrem, což snižuje celkovou hmotnost ventilátorového systému. Lopatky jsou vyrobeny s využitím automatizovaného systému pokládání kompozitních pásů, přičemž titanové opláštění chrání náběžné hrany lopatky před poškozením cizími předměty a střety s ptáky.
Klíčovou komponentou motoru UltraFan je převodovka Power Gearbox (PGB), která umožňuje dosáhnout velmi vysokého obtokového poměru, a tím i mimořádné účinnosti. Díky převodovce může jádro motoru pohánět ventilátor s mimořádně velkými lopatkami. Planetová konstrukce převodovky PGB umožňuje turbíně v zadní části motoru běžet velmi vysokou rychlostí, zatímco ventilátor v přední části se otáčí nižší rychlostí.
Robustní převodovka přenese výkon až 50 MW, což odpovídá výkonu přibližně 500 osobních automobilů. Při testech dosáhla převodovka PGB výkonu 64 MW, a to odpovídá energetickým nárokům středního města.
Airbus a Boeing
Airbus i Boeing stojí před těžkou volbou. Budou muset správně vybrat motory, které splní nároky na efektivnost a budou fungovat spolehlivě.
Analytici varují, že aerolinky budou vůči neověřeným technologiím nedůvěřivé, zvláště po známých problémech se spolehlivostí, životností a údržbou motorů. To jsou problémy, které postihly prakticky všechny nové motory, od Rolls-Royce Trent po PW GTF.
Snaha dosáhnout co největší palivové úspornosti vedla k tomu, že motory byly navrženy na samé hranici či už za hranicí fyzikálních vlastností použitých materiálů, což se podepsalo na jejich životnosti a vyvolalo nelibost zákazníků.
Nové motory se typicky potýkaly s nedostatečnou odolností při provozu v horkém a prašném podnebí, nadměrným opotřebením způsobeným vyššími tlakovými poměry a s nedostatkem náhradních dílů. Zmíněné problémy vedly k růstu provozních nákladů a odstavení části flotily, což způsobilo aerolinkám frustrace. V některých případech (PW GTF) přivedly potíže motorů aerolinky na hranici krachu. Řada aerolinek proto dnes tvrdí, že problémy stávající motorů na steroidech jsou natolik závažné, že by raději zůstaly u starých, dobrých, spolehlivých CFM56 či V2500.
Airbus i Boeing budou muset faktor (ne)důvěry zahrnout do svého rozhodnutí a přesvědčit zákazníky, že nabízejí letadla s motory s výrazně lepší palivovou efektivností, a to bez kompromisů v oblasti spolehlivostí a životnosti. Posunutí termínu uvedení nového pokolení jednouličkových letadel do provozu zhruba o pět let je z tohoto důvodu příznivá zpráva. Dá výrobcům motorů více času na dokončení vývoje a důkladné testování.
Pratt & Whitney věří, že cesta založená na více než 300 milionech nalétaných hodin a modernizacích zaměřených na spolehlivost je méně rizikovou variantu pro dosažení požadovaného výkonu příští generace motorů.
GE Aerospace vystupují jako úspěšný inovátor a věří, že výrobci letadel přijmou odvážnější řešení motorů, pokud postihne lepší efektivitu. Motory LEAP sice nejsou zdaleka bez potíží, ale ukázaly se celkově spolehlivější volbou než PW GTF. To může výrobce (a zákazníky) povzbudit k výběru modernějšího řešení.
Všichni zmínění výrobci mají odlišné přístupy a odlišnou akceptaci rizika. Airbus se zavázal k letovým testům demonstračního motoru RISE od CFM, Boeing podporuje hybridně-elektrické jednotky GE. Rolls-Royce zatím neoznámil, s kým spolupracuje, velmi pravděpodobně jde o Airbus.
Konečná volba bude na výrobcích letadel a zákaznících a zejména jejich připravenosti podstoupit případná rizika spojená s novou technologií. (Foto: Airbus, LNA, Aviation Week, Airport Technology, Aerospace Manufacturing and Design, planes.cz)
Nebyly vloženy žádné komentáře.
Copyright © 1999-2025 planes.cz | Redakční systém
