Future

Catalyst fa il pieno di SAF

L’espansione della collaborazione tra GE Aviation Turboprop e l’Università di Praga segna l’avvio di nuovi test dimostrativi per alimentare il nuovo Catalyst con carburanti alternativi.

Nov 2021

Come ogni altro motore GE e CFM per aerei a medio e lungo raggio, anche il nuovo Catalyst è capace di utilizzare i cosiddetti biocarburanti, che in un linguaggio più propriamente tecnico sono definiti Sustainable Aviation Fuels (SAF). GE Aviation è infatti impegnata in questo campo tecnologico sin dal 2007, collaborando fino nel processo di certificazione con gli enti regolatori.

Il primo motore turboelica sviluppato interamente in Europa negli ultimi 50 anni diventa dunque “lo spartiacque” nel suo segmento di mercato per quel che riguarda la sostenibilità del volo. Lo conferma il recente accordo annunciato da GE Aviation Turboprop con l’Università di Praga CVUT che allarga all’utilizzo dei SAF la già virtuosa collaborazione tra  due attori cechi.

Lo scopo, nello specifico, sarà dimostrare le capacità del nuovo Catalyst alimentato a combustibile alternativo “drop-in” miscelato al carburante Jet-A1 tradizionalmente usato nell’aviazione commerciale, producendo così una serie di dati e analisi che potranno contribuire al sommo obiettivo cui punta GE Aviation coi principali attori istituzionali e del settore: rimpiazzare il 10% del consumo globale di carburante in 10-15 anni (oggi si è raggiunto solo l’1%) e addirittura raggiungere il 100% della domanda entro il 2050.

“Apriamo con entusiasmo un nuovo capitolo tecnologico nella collaborazione di ricerca e sviluppo con l’Università, proprio in occasione del 5° anniversario dalla sua nascita” dice Milan Slapak, CEO e General Manager di GE Aviation Czech. E questo non è che un ulteriorre beneficio per l’ecosistema aeronautico che è partito con lo sviluppo di tecnologie digitali per la manutenzione predittiva dei motori turboelica, passando per migliaia ddi ore di test presso le nuove celle prova all'aeroporto di Hradec Kralove e sublimato dal primo volo del Catalyst. Credo sia una storia di collaborazione virtuosa, di eccellenza umana e tecnologica, senza pari tra industria e università.”

From the left, Dean Valasek and Milan Slapak signing the start of the new demo at the last MSV-International Engineering Fair in Brno.

Le operazioni del Catalyst alimentato con i SAF cominceranno all’inizio del 2022 proprio nelle nuove, avanzate sale prova che si trovano alle porte della capitale ceca e che hanno ospitato i test motore negli scorsi tre anni: qui il team congiunto di ricercatori, esperti e ingegneri di GE Aviation Turboprop, CVUT e Avio Aero ha già iniziato i lavori di preparazione.

“Il centro sperimentale per l’aviazione e la ricerca spaziale inaugurato nel 2016 è frutto dell’eccellente lavoro della nostra Facoltà in collaborazione con i team GE” spiega Michael Valasek, Rettore della Facoltà di Ingegneria Meccanica dell’Università di Praga. È un vero ecosistema, con un centinaio di esperti e oltre venti studenti dottorandi che possono contare su ricerca e sviluppo applicati, empirici grazie a quattro sale prova per turboelica pienamente accessoriate, una dinamometrica, e persino su un aereo di test.”

Dall’inizio delle attività il centro sperimentale ha già collezionato risultati notevoli, computabili in oltre 100 pubblicazioni, una dozzina di brevetti internazionali e più di 200 terabyte di dati generati durante i test motore. “Sono un tesoro ai fini della ricerca sulla manutenzione dei motori turboelica e in ultima analisi per il futuro di questo ecosistema tecnologico che abbiamo messo in piedi” aggiunge il magnifico rettore. “Un futuro sostenibile, visto che ci accingiamo a lavorare con i SAF e ci aspettiamo di aggiungere risultati significativi e dati solidi alla campagna di test in volo attualmente in corso, convalidando ulteriormente la compatibilità del Catalyst con SAF, oggi, e compiendo sforzi esattamente nella direzione dell’European Green Deal.”

Dean Michal Valasek talking during the conference in Brno, on 8 November.

Iniziando a lavorare con i SAF, ci aspettiamo di aggiungere risultati significativi e dati solidi alla campagna di test in volo attualmente in corso, convalidando ulteriormente la compatibilità del Catalyst con SAF e compiendo sforzi esattamente nella direzione dell’European Green Deal

Sin dalle primissime fasi di sviluppo del Catalyst, Avio Aero ha coordinato le attività coniugando inoltre il lavoro all’interno del principale programma di ricerca europeo, CleanSky2: il motore ha infatti beneficiato delle tecnologie sviluppate nel progetto MAESTRO. Tecnologie, tra cui l’additive manufacturing, che hanno portato allo sviluppo di un motore destinato a ridurre drasticamente il suo impatto ambientale.

Per Avio Aero, inoltre, l’impegno nelle collaborazioni con Università e centri di ricerca è da anni una realtà irrinunciabile: “il rapporto con CVUT è un classico esempio win-win” - dice Sergio Salvano, Engineering Leader di GE Aviation Turboprop - “perché permette di far sposare perfettamente le competenze accademiche con le necessità della ricerca applicata in ambito industriale”.

L’espansione continentale del network di ricerca e sviluppo Avio Aero, E-TDCs (European Technology Development Clusters), ha infatti accolto la prestigiosa CVUT: “iniziammo all’avvio del programma Catalyst, nel 2015, con la realizzazione delle sale prova cui sono state assegnate circa il 50% dei motori di sviluppo e dei test di certificazione, una prima volta in assoluto” aggiunge Salvano. “Un rapporto che ha dato numerosi ed evidenti vantaggi, accelerando le sinergie e creando la base per continui sviluppi tecnologici in ottica decarbonizzazione”.

Sergio Salvano, Engineering Leader at GE Aviation Turboprop.

Il mercato dei motori turboelica si presta favorevolmente all’applicazione di tecnologie votate alla decarbonizzazione e il Catalyst sarà un punto di riferimento in quest’ottica, destinato a essere parte cruciale per gli obiettivi di sostenibilità del prossimo programma R&D europeo 

Le prime operazioni con il Catalyst “SAF ready” useranno una miscela composta al 40% da combustibile alternativo (allo stato attuale, si è arrivati a certificare una miscela composta al massimo per il 50% da SAF). L’obiettivo del team congiunto è arrivare nei prossimi 18 mesi ad alimentare il Catalyst con SAF al 100%. Intanto, le operazioni che partiranno con l’anno nuovo permetteranno una reale comparazione di emissioni di CO2 e di NOx tra il motore alimentato con il normale JET A-1 e con la miscela SAF.

Il nuovo rivoluzionario motore turboelica ha però un altro asso nella manica in ambito di decarbonizzazione del volo, come conferma Salvano: “il Catalyst, secondo le nostre prime valutazioni, è in grado di generare fino a 1MW di potenza”. L’ibrido-elettrico è già concretamente allo studio in GE, e anche l’architettura del motore Catalyst può diventare la base per lo sviluppo di soluzioni elettrificate in diversi segmenti del trasporto aereo.

The Catalyst going through the flying test campaign on board the CVUT flying test bed.

“Il mercato dei motori turboelica si presta favorevolmente all’applicazione di tecnologie votate alla decarbonizzazione”, afferma Salvano. “Il Catalyst sarà un punto di riferimento in quest’ottica, tant’è vero che è destinato a essere parte cruciale anche in vista degli obiettivi di sostenibilità del prossimo programma europeo Clean Aviation”.

Per affrontare la sfida della decarbonizzazione del trasporto aereo servirà un approccio olistico, sistemico che, come ribadito recementente nel corso della COP26 di Glasgow, “necessiterà di un impegno da parte degli Stati tramite politiche che favoriscano gli investimenti per la ricerca e sviluppo di nuove tecnologie da dimostrare e maturare”.