NASA projektuje nowy rdzeń silnika odrzutowego do pierwszego hybrydowo-elektrycznego silnika lotniczego, charakteryzujący się niższym zużyciem paliwa i emisją gazów cieplarnianych nawet o 10% niższych.

NASA, we współpracy z przemysłem, wkrótce rozpocznie produkcję nowej koncepcji silnika odrzutowego do nowej generacji ultrawydajnych samolotów, oficjalnie przechodząc do kolejnej fazy projektu.

W ramach celu NASA, jakim jest uczynienie przemysłu lotniczego bardziej zrównoważonym, agencja opracowuje mały rdzeń hybrydowego elektrycznego silnika turbośmigłowego, który może zmniejszyć zużycie paliwa o 10% w porównaniu z obecnymi silnikami. Sercem silnika odrzutowego jest miejsce, w którym sprężone powietrze łączy się z paliwem i zapala w celu wytworzenia mocy. Zmniejszając rozmiar tego rdzenia, można poprawić efektywność paliwową i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla.

Projekt HyTEC: Innowacja i zrównoważony rozwój

Celem projektu o nazwie Hybrid Thermally Efficient Core (HyTEC) jest zademonstrowanie tego kompaktowego rdzenia i przygotowanie technologii do zastosowania w silnikach, które będą napędzać samoloty nowej generacji w latach trzydziestych XXI wieku. HyTEC jest kluczowym elementem krajowego partnerstwa na rzecz zrównoważonego lotnictwa NASA.

Etapy projektu

Aby osiągnąć swój ambitny cel, HyTEC składa się z dwóch etapów:

• poziom 1: Skoncentruj się na wyborze technologii komponentów do wykorzystania w ofercie podstawowej.
• Etap 2: Zacznij już teraz i obserwuj, jak badacze projektują, budują i testują wbudowany rdzeń we współpracy z GE Aerospace.

Kończymy fazę 1 HyTEC i zaczynamy przyspieszać fazę 2. Zwieńczeniem tej fazy będzie podstawowy test demonstracyjny, podczas którego technologia będzie testowana do czasu jej zastosowania w przemyśle.

Anthony Nero, kierownik HyTEC w NASA Glenn Research Center w Cleveland.

Koniec początku

Zanim badacze mogli rozpocząć proces projektowania i budowy rdzenia, musieli zbadać nowe, innowacyjne materiały do ​​zastosowania w silniku. Po trzech latach niezwykłego szybkiego postępu badacze HyTEC znaleźli rozwiązania.

Od pierwszego dnia byliśmy skupieni. Rozpoczęliśmy projekt z konkretnymi celami technicznymi i miernikami sukcesu i jak dotąd nie musieliśmy zmieniać kursu żadnego z nich.

Antoni Neron

Aby zmniejszyć rozmiar rdzenia przy zachowaniu tego samego poziomu ciągu, należy zwiększyć temperaturę i ciśnienie w porównaniu do obecnie stosowanych standardowych silników odrzutowych. Oznacza to, że rdzeń silnika musi być wykonany z trwalszych materiałów, które wytrzymują wyższe temperatury.

Oprócz badań materiałowych w ramach projektu zbadano także zaawansowaną aerodynamikę i inne kluczowe elementy techniczne.

Rozwój techniczny i przyszłość projektu

Druga faza opiera się na pierwszej fazie i ma na celu stworzenie kompaktowego rdzenia do testów naziemnych w celu zademonstrowania możliwości HyTEC.

Drugi etap jest bardzo skomplikowany. To nie tylko podstawowe demo. To, co tworzymy, nie było nigdy wcześniej robione i wiąże się z połączeniem wielu różnych technologii w celu stworzenia nowego typu silnika.

Antoni Neron

Technologie przetestowane w programie HyTEC pomogą osiągnąć znacznie wyższe współczynniki obejścia, hybrydyzację i kompatybilność ze zrównoważonymi paliwami lotniczymi. Współczynnik obejścia opisuje zależność pomiędzy ilością powietrza przepływającego przez rdzeń silnika w porównaniu z ilością powietrza przepływającego na zewnątrz rdzenia.

Dzięki zmniejszeniu rozmiaru rdzenia i zwiększeniu rozmiaru napędzanej przez niego turbiny, przy jednoczesnym zachowaniu tej samej wydajności napędu, koncepcja HyTEC pozwoli na zużycie mniejszego paliwa i emisję dwutlenku węgla.

HyTEC jest integralną częścią naszego programu RISE. GE Aerospace i NASA mają długą historię współpracy na rzecz rozwoju najnowocześniejszych technologii lotniczych. Program HyTEC opiera się na tej relacji, aby pomóc w kształtowaniu przyszłości bardziej zrównoważonego lotnictwa.

Kathleen Mondino, GE Aerospace.

Hybrydyzacja i przyszłość lotnictwa

Kolejnym elementem układanki jest hybrydyzacja. Możliwości HyTEC w zakresie napędu hybrydowo-elektrycznego oznaczają, że rdzeń zostanie również uzupełniony energią elektryczną, aby jeszcze bardziej zmniejszyć zużycie paliwa i emisję gazów cieplarnianych.

Silnik ten będzie pierwszym łagodnym hybrydowym silnikiem elektrycznym i spodziewamy się, że będzie to pierwszy hybrydowy silnik elektryczny do produkowanych samolotów komercyjnych.

Antoni Neron

przez www.nasa.gov