Nowatorski napęd ograniczający zużycie paliwa

Zmniejszanie zależności od kurczących się zasobów paliw kopalnych stanowi jeden z kluczowych priorytetów UE, którego realizacja pomoże również obniżyć poziom szkodliwych emisji i wpływ na środowisko. Nowatorskie koncepcje napędowe są przedmiotem intensywnych badań prowadzących do realizacji tych celów w sektorze lotnictwa.

Zaobserwowano, że hybrydowe źródła energii obniżają zapotrzebowanie energetyczne. Obejmują one napęd rozproszony wykorzystujący liczne urządzenia napędowe lub tzw. kadłub napędowy, w którym zespół silnikowy jest w pełni lub częściowo wbudowany w kadłub samolotu. Opierają się one na wypełnianiu strumienia nadążającego i pochłanianiu warstwy przyściennej (BLI), technikach powszechnie stosowanych w konstrukcji torped, pocisków odrzutowych i okrętów. Systemy zasysają powietrze przy warstwie przyściennej między pociskiem a płynem (powietrzem lub wodą), w sposób ciągły zasilając energią strumień nadążający i minimalizując utratę energii kinetycznej.

Te źródła energii nie były dotąd badane metodą implementacji praktycznej w autentycznych systemach lotniczych. Finansowany przez UE projekt "Distributed propulsion and ultra-high by-pass rotor study at aircraft level" (DISPURSAL) został zainicjowany, by uzupełnić tę lukę. Naukowcy przyjęli podejście całościowe, oceniając architektury komponentów, kwestie integracji silnika z samolotem oraz ogólny wpływ na osiągi samolotu i poziom emisji. Ostatecznie planują dostarczyć plan rozwoju technologii ustanawiający napęd rozproszony jako zatwierdzoną opcję, która pozwoli poprawić zrównoważoność transportu powietrznego i konkurencyjną pozycję przemysłu.

Do przetestowania koncepcji napędu rozproszonego, ze wstępnej puli potencjalnych technologii, zespół wybrał hybrydowe połączenie skrzydła z kadłubem o licznych śmigłach BLI w górnej części kadłuba. Koncepcja kadłuba napędowego zostanie przetestowana z zamontowanym na ogonie śmigłem BLI, które okrąża kadłub i jest zasilane przez turbinę gazową w stożku w ogonie kadłuba. Konstrukcja ta obejmuje także dwa nowoczesne i ekonomiczne (o ultrawysokim współczynniku dwuprzepływowości) silniki turbowentylatorowe zainstalowane pod skrzydłem dla redundancji.

Efekt działania BLI oceniono przy użyciu danych CAD i obszernych analiz obliczeniowych dynamiki płynów, uzyskując obiecujące rezultaty. W ostatecznej fazie naukowcy zoptymalizują konstrukcje i przeprowadzą ewaluację końcową, która pozwoli na ocenę poprawy wydajności kołowej.

Zespół DISPURSAL liczy na to, że uda mu się zademonstrować duży spadek w zużyciu paliwa i poziomach emisji, jakie prezentują technologie mające uzyskać poziom 6 gotowości technologicznej do 2030 r.