THE AVIO AERO

PEOPLE’S MAGAZINE

Evropští inženýři a technici, kteří navzdory současné složité situaci, stále pendlují mezi Prahou a Berlínem, řeší operativu a testování nového motor GE Catalyst, mohou oslavit nový rok dosažením významného kroku ve vývojovém programu.

Byl to večer 23. prosince 2017, kdy mezi stěnami motorové zkušebny závodu GE Aviation Czech v Praze zazněl řev nového turbovrtulového motoru: v té době měly oči k monitorům řídicí místnosti přilepeny desítky českých, italských, německých, polských, španělských a francouzských profesionálů; tyto monitory  byly připojeny k nedaleké motorové zkušebně s motorem Catalyst, jehož vývoj začal jen o pár let dříve – a zde byl poprvé nastartován.

Téměř o tři roky později, 18. prosince 2020 byl nový motor Catalyst poprvé nastartován ve svém přirozeném prostředí – na křídle zkušebního letounu Beechcraft King Air na rozjezdové dráze berlínského letiště. Zahájení pozemních zkoušek a následné letové zkoušky v roce 2021 představují novou fázi, která je mnohem intenzivnější a konkrétnější, protože nyní motor a vrtule tvoří s letadlem ucelený prvek, ovládaný zkušebním pilotem.

Members of the GE Engineering team following the Catalyst testing campaign pose* on the runway in front of the flying test bed.

„Motor naskočil bezchybně na první pokus,“ říká David Kimball, vedoucí produktové řady motoru Catalyst. „Dosáhl základního volnoběhu stabilním a očekávaným způsobem bez jakéhokoli zásahu a plně automatický systém ovládání vrtule fungoval zcela hladce. Nejenže to dokládá pokrok v rámci programu, ale také ukazuje univerzálnost tohoto motoru; motor Catalyst lze instalovat do širokého spektra leteckých aplikací s naprosto odlišnými technickými architekturami.“ 

V posledních třech letech překročila délka kombinovaného provozu všech typů zkoušek na 13 sestavených motorech a jejich součástech, na 2000 hodin. Od zkoušek ve výškové komoře (ve kterých Catalyst vytvořil rekord ve své kategorii výškou 41 000 stop), přes zkoušku odolnosti proti námraze prováděnou v Kanadě, dále testy únavy, vibrací a mechanického zatížení až po digitální simulační zkoušky pro FADEPC (Full Authority Digital Engine and Propeller Controls) ve specializované zkušebně Wet Rig v Avio Aero Brindisi.

Během této krátké doby – velmi náročné na validaci hlavních aktivit, tedy sběru dat a výsledků – všechny nové technologie na palubě motoru Catalyst již ukázaly, co dokážou: vůbec první turbovrtulový motor s kovovými 3D tištěnými díly, nejlepší celkový poměr tlaku v oboru 16:1, navíc k dosažení nadprůměrných letů ve stejné třídě s 15% snížením spotřeby paliva, o 15 % nižšími emisemi CO₂ a až o 24 % nižšími emisemi NO_x.

Jiri Pecinka, GE Aviation Staff Test Engineer.

„Připravujeme scénáře k ověření výkonu a stability chodu motoru v různých režimech, jeho provozuschopnost a odezvu na vstupy pilota z přizpůsobeného kokpitu, zprostředkované přes FADECP.…..  Naším cílem je zajistit, aby byl Catalyst připraven k letu!“

V současnosti tým pokračuje v pozemním testování.  „Další kroky povedou k uvolnění motoru pro pojížděcí zkoušky letounu,“ říká Jiří Pečinka, zkušební inženýr leteckého personálu GE.  „To zahrnuje běhy motoru s různým nastavením dodávky paliva, režimu výkonu a odběru vzduchu. Připravujeme scénáře k ověření výkonu a stability chodu motoru v různých režimech, jeho provozuschopnost a odezvu na vstupy pilota z přizpůsobeného kokpitu, zprostředkované přes FADECP.  V rámci přípravy na první let musíme ověřit vliv zástavby motoru a to i během pojíždění letounu.  Naším cílem je zajistit, aby byl Catalyst připraven k letu!“

Catalyst je v současnosti nejekologičtější turbovrtulový motor, těžící z největšího výzkumného a vývojového programu pro udržitelné letectví, který prosazuje Evropské společenství prostřednictvím hlavního projektu „CleanSky 2“. Zároveň představuje technologické přínosy, které pocházejí nejen z vynikajících znalostí a zkušeností specializovaných center GE, jako je Aviation Advanced Technology v Mnichově, Engineering Design Center ve Varšavě, nebo specializovaných týmů italských techniků Avio Aero. Tyto přínosy také podpořila síť spolupráce s univerzitami a institucemi, které patří k nejznámějším v Evropě a jsou nejvyhledávanějšími mezi profesionály a mladými technickými talenty.

Jedná se o velmi konkrétní formu spolupráce, přesahující rámec vědecké, technické nebo intelektuální výměny. Dotčenými oblastmi jsou vývoj a testy komponentů motoru, včetně okruhů oleje a paliva, to vše ve společných zařízeních. Příkladem z Itálie je partnerská laboratoř mezi Avio Aero a Polytechnickou univerzitou v Bari, kde se zrodil FADEPC, zatímco ještě působivějším příkladem je partnerství mezi GE Aviation Czech a slavnou pražskou univerzitou ČVUT, Českým vysokým učením technickým. České partnerství mezi univerzitami a průmyslem pro pokročilé a experimentální testování je reprezentováno čtyřmi univerzitními zkušebnami pro testování motorů a dokonce i létající laboratoří, která bude operovat z letiště v Hradci Králové.

A view of one of the 4 test cells cooperated by GE Aviation Czech and CVUT, this one is located at the Hradec Králové Airport.

Pouhých 10 dní před zahájením pozemních zkoušek použil evropský tým se sídlem v Praze jednu z těchto zkušeben – umístěnou poblíž závodu GE Aviation Czech – k úspěšnému dokončení dalšího zásadního testu na takzvaném jádru motoru (generátoru plynů) Core2. Jedná se o důležitý úspěch v programu motorových zkoušek, který potvrdily desítky inženýrů, kteří se o tyto výsledky v posledních čtyřech letech zasloužili. „Stručně řečeno – k provedení těchto testů jsme v zásadě transformovali turbovrtulový motor na proudový motor,“ říká Stefano Renna, vedoucí inženýr modelu Catalyst ve společnosti GE, „a to se zaměřením na hlavní komponenty a aplikaci více než 800 senzorů, dokonce i na rotujících dílech. Jen tato rozsáhlá a delikátní instrumentační práce zabrala našemu týmu několik let.“

Tato testovací činnost – která byla nesmírně složitá a umožňovala sběr množství klíčových dat ze součástí motoru, rotujících rychlostí až 49 000 ot./min – byla možná díky spolupráci s pražskou univerzitou. „Mě osobně ohromuje práce odvedená s GE,“ řekl děkan ČVUT Michael Valášek. „Návrh instalace motoru na křídle přinesl spoustu poznatků pro vysoce talentované studenty, které jsme si vybrali, abychom se připojili k takové příležitosti v letectví, a náš tým se teď těší na nadcházející pokusy za letu, protože využijeme i tuto zkušenost k práci, kterou odvádíme na vývoji modelu preventivní údržby moderních turbovrtulových motorů, jako je motor Catalyst od GE.“

Michael Valášek, dean of Prague’s Czech Technical University, CVUT - ph. credits Zuzana Lazarova.

„Dostává se nám velké podpory od týmu GE Aviation, který nám pomáhá rozvíjet na univerzitě správné odborné znalosti, což nám umožňuje podporovat růst další generace inženýrů a lídrů, kteří možná v budoucnu vyvinou novou generaci leteckých motorů!“

Díky silnému a pevnému partnerství mezi ČVUT a GE Aviation Czech se Česká republika stále více stává atraktivním cílem pro špičkové výzkumné a vývojové aktivity v oblasti letectví i pro mladé evropské studenty, kteří si volí Prahu pro svoji vzdělávací cestu. „Dostává se nám velké podpory od týmu GE Aviation, který nám pomáhá rozvíjet na univerzitě správné odborné znalosti,“ dodává děkan Valášek, „což nám umožňuje podporovat růst další generace inženýrů a lídrů, kteří možná v budoucnu vyvinou novou generaci leteckých motorů!“

_{^{*The team photo has been taken without face masks only for the instants of a single shot, as per WHO outdoor contagion guidelines.}}