Motor cu compresie ridicata pentru elicoptere Airbus

Airbus Helicopters au realizat in 6 noiembrie, pe aeroportul Marignane, primul zbor de test al unui elicopter EC/H120 Ecureuil modificat si echipat cu un motor cu compresie ridicata, tehnologie destinata demonstratorului tehnologic Green Rotorcraft Integrated Technology (ITD) parte a programului european Clean Sky. Testele au fost efectuate cu sprijinul consortiilor TEOS Powertrain Engineering si Austro Engine GmbH.

 1

EC/H120 echipat cu motor diesel V8 cu compresie ridicata

Rezultatul vizat de acest program si confirmat de cele 30 de minute ale testului, potrivit lui Tomasz Krysinski, Head of Research and Innovation la Airbus Helicopters, este reducerea emisiilor poluante, scaderea consumului de combustibil cu pana la 50% in functie de regimul de functionare (35% in zbor la punct fix), raza de actiune aproape dubla si imbunatatirea performantelor in conditii de zbor «hot&high » (mai putin sensibil la variatiile de presiune atmosferica). Motorul cu piston folosit in teste este HIPE AE 440 (CP) iar referinta pentru comparatie este turbina Arius 2F de 504CP.

Motorul testat, dezvoltat incepand cu 2011, este de fapt un motor cu piston, diesel cu cilindri V8 la unghi de 90°, capacitate cilindrica de 4,6l, cu injectie directa common-rail si un compresor turbo pe fiecare set de pistoane, atingand o presiune de lucru de 1800bari (26100psi). Blocul motor este prelucrat in aluminiu, cu tije-biela din titan, pistoane si camasa de otel, capetele pistoanelor din aluminiu, iar pentru ulei de motor foloseste un ansamblu de lichid de racire si un sistem de management cu Carter-uscat (sistem de lubrifiere cu rezervor de recuperare extern blocului motor, specific motoarelor care trebuie sa opereze indiferent de pozitia fata de orizontala) similar cu cel folosit de masinile de curse si de avioanele de acrobatie.

Un alt avantaj al motorului este folosirea kerosenului ordinar de aviatie (jet-A), spre deosebire de majoritatea motoarelor cu piston existente actualmente in aviatie si care folosesc avgas (benzina cu cifra octanica ridicata).

Dezavantajul major al unui motor cu piston, cum e cazul HIPE AE 440 (CP) este masa aproape dubla fata de cea a unei turbine Arrius cu aproximativ aceeasi putere furnizata. Deci un raport putere-masa sensibil mai redus.

Motorul a fost testat incepand cu februarie 2014 pe un cadru de otel (iron bird) pentru a identifica vibratiile emise in structura aeronavei, iar primele teste pe o structura reala de elicopter H120 au avut loc in februarie-martie 2015, la sol.

Testele care urmeaza vor viza in special raportul putere-masa optim si standardele de emisie ale motorului pentru a stabili raportul competitiv fata de turbinele de elicopter actuale (in cazul de fata Arrius 2F), permitand in paralel atingerea maturitatii ansamblului motor pentru standardul Technology Readiness Level 6 (TRL 6).

Daca in prioritatile anterioare ale programului Clean Sky Joint Technology Initiative a figurat reducerea zgomotului rotoarelor, cresterea eficientei acestora si a eficientei aerodinamice a fuselajului, precum si un sistem inteligent de control al regimului de lucru al turbinei pentru scaderea consumului, motorul cu piston este urmatorul pas in atingerea tintei de ansamblu a programului: reducerea consumului specific cu 30%, a emisiilor cu 40% si a noxelor NOx cu 53% (cu ajutorul unor filtre similare celor auto).

 

Video :

https://www.youtube.com/watch?v=AtHANCDqeB4

 

 

Marius Zgureanu

 

Surse :

http://www.airbusgroup.com/int/en/news-media/press-releases/Airbus-Group/Financial_Communication/2015/11/20151110_airbushelicopters_high_compression_engines.html

https://www.ainonline.com/aviation-news/business-aviation/2015-11-22/airbus-flies-diesel-powered-h120-light-single

 

Citeste si:

http://www.rumaniamilitary.ro/airbus-h135-mai-silentios-mai-economic

15 comentarii:

  1. Nu stiu daca ai citit cand am mai scris la alte articole despre TIDE !
    Nu, nu este detergentul din magazine ci un concept de motor pe care cei de la COMOTI il au in cercetare.

    TIDE (Tangential Impulse Detonation Engine)

    Eu unul as vrea ceva informatii suplimentare despre el mai ales ca singura publicatie care a scris cat de cat despre el a fost Revista „Stiinta & Tehnica” !

    • SALUT. IN CE NUMAR DIN STIINTA SI TEHNICA E ARTICOLUL? MERCI.

      • Ultimul articol il gasesti in numarul 50 (octombrie 2015) pe paginile 100-101.
        In principiu este vorba de realizarea unui motor care foloseste pentru ardere detonatia totala a amestecului combustibil.

        … si da, @Mircea M si @Psycho, ar putea merge pe GPL daca nu ar merge (cel putin la bancurile de proba si ca prototip) cu hidrogen …

        Cat priveste motoarele Diesel … probabil ca putini stiu ca daca este proiectat cum trebuie poate sa mearga si pe altceva decat motorina ca de exemplu bio-motorina (eventual + apa sau abur uscat in amestec), dar pentru astfel de „fineturi” unii mai trebuie sa si studieze.

        Sa revin la TIDE …
        In esenta este vorba de combinatie inedita de MTR (sau MTP) fara turbina si cu camere de ardere de tip „Pulsoreactor” dispuse convenabil astfel incat sa genereze atat moment cinetic la arbore (cu compresor) cat si (la nevoie) tractiune in lungul axului (arborelui) motorului.
        Asta e cam ce am gasit eu pe net in esenta …

        Eu vad acest concept mai degraba ca pe un generator de gaz care sa poata functiona ca sistem secundar pentru alte tipuri de propulsoare : turbine de putere, ejectoare-statoreactoare (cu antrenare prin efect Coanda) etc.

  2. Interesant! Tot vor astia sa inlature motoarele Diesel de pe autoturisme! Le muta pe elicoptere! Dar fara soft inselator!

    • urmeaza variantele pe GPL?

    • Motorul Diesel este un concept si nu tine neaparat de un anume tip de combustibil decat daca ajunge aplicatie specific proiectata pentru acel tip de combustibil asa cum este si motorina.

      Asa „ca chestie” … de ce nu se stinge cu apa focul care arde pe baza motorinei ?

      • … cat priveste GPL-ul s-ar putea sa aveti niste surprize cat se poate de mari daca este folosit la altceva decat motoarele cu piston.

        Termodinamica este o stiinta extrem de complexa care iti permite multe cand stii cum sa gandesti in termenii ei, dar iti si da peste bot cu nonsalanta cand esti habarnist !

  3. Prost asa…

    Scuze ptr off topic..

    Am avut o discutie „interesnta” cu un ignar privitor „cruciera”, a „incrucisa” , „crucisator” ….

    Nu sti cati dintre voi vazurat discutia asta.. Nu stiu cati dintre voi cunosc termenii .. navali. Dar oricum …

    In epoca vaselor cu panze europenii au reusit sa navigheze si cand vantul batea din fata (meritul principal fiind al carmei cu trotze si secundar al velelor latine/arabe. Adica triungiulare sau trapezoidale. Ho! Nu scufund trapezul cu triunghiul insa daca tai partea superioara a triunghiului ce obtii ? UN TRAPEZ!) Combinatia asta a permis caravelelor sa navigheze contra vantului.. Nava naviga oblic ( sa zic la dreapta fata de directia dorita) si dupa un timp schimba directia .. adica oblic la stanga! Operatia asta numita si navigatie in volta s-a numit la inceput „in crucis” adica „incrucisare” … Si apoi prin extensie orice drum naval la lunga distanta s-a numit „incrucisare” .. fiindca la un drum f . lung navele trebuiau sa „incruciseze”. De asemenea cand o nava trebuia sa navigheze un timp mai indelungat intr-o zona fixa „incrucisa” (de ex „incrucisa” o luna in dreptul unui port facand „blocada”).
    Acest stil de navigatie a fost numit „cruciera” care a devenit sinonim cu „navigarea la mare distanta” (de ex peste Atlantic )

    Posibilittatea si tehnica de „cruciera” au dat un avantaj enorm Europei permitand cucerirea oceanelor .. Chinezii care aveau nitse carene superbe .. ei bine din cauza velelor patrate si rigide (din rogijini!) si a carmei (cu eche nu cu trotze) erau supusi musonului.. adica dupa ce ajungeau intr-un poitr .. asteptau „intoarrcerea” musonului ‘(sase luni pe an musonu bate de la S catre N si celelate invers!!) Nashpa nu?!
    Ca o mica curiozitate – portughezii, care au ajuns primii, au cumparat jonci de mare .. si le-au schimbat grementul si carma iesind asa-zisa lorcha o nava excelenta care combina ce aveau mai bun europenii (gremenetul si carma ) cu ce aveau mai bun chinezii (coca.. Clipperele aveau cam aceiasi forma .. Si cele mai grozave veliere au fost clipperele!! Clipperele au apraut dupa 1830.. Ann Mc Kim proiectat de Donald MacKay fiind primul .. [la mica barfa clipperele au fots ultima si cea mai fascinanta etapa a navigatiei cu vele … Legendara!! Si se zice ca daca se apropia furtuna ofiterii primeau pistoale … fiinda clipperele intrau in furtuna fara sa reduca velele! O furtuna era o „oportunitate”!! Recordurile clipperelor au fost egalate de abia prin 1900!! Sovereign of the Seas a facut 400 mile maritime intr-o singura zi!!!)]]

    Scuzati paranteza .. deci un drum la mare distanta „in volte” se numea „cruciera” fiindca nava „incrucisa” .

    „Cruciera” in franceza se zice „croisiere” de unde in epoca navelor cu motor „croaziera” adica ori navigatie la mare distanta (la viteza de „croaziera” adica economica..) sau „calatorie de placere” (fara sa te grabesti)
    Insa odata cu aparitia navelor cu abur … a fost nevoie de nave mai usoare care sa patruleze la mare distanta .. adica sa faca „croaziera” („cruciera” in romana marinareasca) care au fost numite … „crucisatoare” desi motorul le scutea de .. „cruciera”. Insa marinarii sunt traditionalisti (si in marinele de traditoe sunt cate 3-8 nave cu acelasi nume!!!)

    Acu in primul rand – nu imi luati cerseafu asta in rau … Asta este ptr cei care poate sunt interesati
    In al doilea rand nu fac pe desteptu .. va impartasesc ce am aflat din lecturi diverse si o discutiie cu un ofiter de marina (ca zisu ofier era contramamiral e un detaliu mai … intamplator. Ca daca nu era sotul fostei mele invatatoare nu isi pierdea timpul sa imi explice!!! Si mi-a mai dat niste detalii.. pe care scuze nu am fots in stare sa le retin!! Deh,, prea marinaresti!!!)

    • Bizoane, nu te scuz! Intoarce-te la articolul cu Graf Spee! … si GRAF ZEPPELIN 🙂

    • Bizoane … Am si eu „neste” intrebari de cretin profan (ce poate sunt) in ale navigatiei maritime …

      De ce multe yahturi de concurs au numai focul si trinca si trinca este la fel de triunghiulara ca focul ?

      De ce yahturile pentru concursurile de viteza au arborada pe baza aripilor rigide din aviatie ?

      Cum se face ca cea mai mare viteza a unei ambarcatiuni care foloseste energia vantului a fost realizata folosind o turbina eoliana si deplasarea a fost cu vant din prova (vantul avea o viteza proprie de cca. 13 – 14 noduri in timp ce ambarcatiunea a atins o viteza proprie de cca. 110 noduri – peste 200 km/h) ?

      • Scuzze intrabi de ins care nu a fots chiar interear de subiect ….

        De ce vele trunghiulare (latine/arabe)? Sunt mai usor de manuit decat o vela patratica!!! Mai usor adica mai iute cu mai putini oameni …. Si uniacht de concurs nu are un echipaj prea numeros (a se vedea si propresiunea goeletor … in zona de 50-300 de tone ofereau maxim de incarctura cu un minim de echipaj si o viteza „corespunzatoare”)

        Cat despre velatura pe rigida .. astea sunt noutati extrem de recente .. F „elaborate” au performante mari insa sunt „stiintifice” nu ca velele de panza (rol al incercarilor empirice)

        Cat despre rest .. scuze sunt cestii un „pic” prea specializate ptr inteleferea mea – cam multa fizica a fluidelor, ceva cu presiunea exercitat de vant si o presiune mai scazuta pe partea cealata a velei rigide .. adica ceva de genul unei combinatii intre fota impingere si ceade suctiune INSA nu ma intreba de ce! ma depaseste!) Cat despre turbina eoliana …. clar sunt depasit !

        Insa scuze ,, prin „arborada” se intelege totalitatea catargelor („arbori”) si a vergilor.
        Totalitaea panzelor se cheama „velatura”.
        Totalitatea arborilor impreuna cu totalitatea pnazelor plus „manevrele” (adica diverse funii ce servesc ptr manevrarea velelor sau intarirea categelor) se nuneste greement

        A da .. Multa vreme in locul focurilor (triunghiulare) se folseau civandiere (patratice)….
        Azi in locul lor iahturile de curse folosesc „balonul” – spinnaker…. care e mai degraba o parasuta ….

        • Velatura „triunghiulara” permitea navigatia in volte.
          Unii spun ca vikingii cunosteau acest mod de navigatie, desi, din cate stiu, aveau velatura „patratica”. Poate in scapa mie ceva …
          Spinnker-ul e altceva si nu are legatura cu cele de mai sus.

      • Off-topic: navigatia moderna este diferita de navigatia clasica ( squared -rigged ). In termeni aerodinamici, un velier modern este de fapt un concept similar aripii din aviatia, doar ca este normal la suprafata apei, nicidecum paralel.

  4. Acum revenind on-topic !

    1800 de bari inseamna o diferenta de presiune cam de 1775 atmosfere. Probabil ca totul este de fapt in functie de diferenta de presiune astfel incat incalzirea adiabatica data de comprimare sa poata aprinde combustibilul la altitudini mari si la temperaturi fooooarte scazute.

    Daca am putea masura temperatura aerului comprimat, cand la intrare in compresor avem 1,0133 bari si 15 grade Celsius, cred ca s-ar putea inregistra temperaturi de peste 1000 grade Celsius.
    Asta inseamna ca ori exista un sistem intercooler intre compresor si motorul propriu-zis ori gradul de comprimare al turbo-suflantei trebuie sa respecte o presiune (si probabil si o temperatura) de prag la intrarea in cilindri, astfel incat in orice conditii de presiune si temperatura ale ambientului combustibilul sa poata sa se aprinda din caldura generata de comprimare.

    Evident ca mai este o „problema” interesanta care probabil ca a fost urmarita : Arderea unui amestec sarac in combustibil la care indicele „lambda” care s-ar putea masura la esapament sa fie nu doar peste valoarea 1 ci poate chiar peste valoarea 2 sau 3 lucru care de altfel se poate realiza foarte bine cu un motor Diesel, dar nu se poate realiza cu un motor Otto.

    Mai mult … Un elicopter are nevoie de turatii mici (15 – 600 de ture/min) la rotorul portant, turatii care cu un motor Diesel se pot realiza fara sa mai interpui reductoare de turatie cu rapoarte mari si automat cu mase foarte mari.

    Ramane problema masei arborelui cotit care poate fi redusa numai daca se foloseste dispunerea „in stea”, dar asta e problema inginerilor de acolo.
    Dupa mine dispunerea „in stea” ar conduce (in curand) pana la urma tot la TIDE, dar probabil ca mai sunt multe de pus la punct pe la COMOTI.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *