Airbus apre per testare il CFM

Jan 11, 2024

L'architettura aperta della ventola è una componente chiave del programma di sviluppo tecnologico "Revolutionary Innovation for Sustainable Engines" (RISE) del produttore di motori aeronautici CFM International (articolo precedente), che mira a dimostrare e maturare una gamma di nuove tecnologie per i motori futuri che potrebbero entrare in servizio entro la metà degli anni 2030.

La tecnologia dei ventilatori aperti sarà anche al centro di un’importante campagna dimostrativa di volo di Airbus che sarà eseguita in collaborazione con CFM nella seconda metà di questo decennio. Il programma dimostrativo congiunto utilizzerà risorse di prova di volo condivise. Provvisoriamente il piano prevede che CFM esegua test a terra sui motori, insieme alla convalida dei test di volo presso il centro Flight Test Operations di GE Aviation a Victorville, in California.

Una seconda fase di test di volo verrà eseguita presso l'impianto di prova di volo Airbus a Tolosa, in Francia, nella seconda metà del decennio. Per questi test, il motore a ventola aperta sarà montato sotto l'ala di un aereo da banco di prova A380 appositamente configurato e strumentato.

Gli obiettivi congiunti di Airbus e CFM per la dimostrazione congiunta a ventola aperta sull'A380 sono ampi. Gli obiettivi di alto livello includono: valutazione dell'efficienza propulsiva e delle prestazioni a ventola aperta su un aeromobile; accelerazione e maturità delle tecnologie attraverso la sperimentazione a terra; valutazione dell'integrazione velivolo/motore e dell'aerodinamica (spinta, resistenza, carichi); e valutazione dei livelli di rumore interno ed esterno.

Le capacità di previsione sono fondamentali per trovare la progettazione giusta che soddisfi sia gli obiettivi di efficienza del carburante che quelli acustici (per le comunità intorno agli aeroporti e anche per i passeggeri all'interno della cabina). Poiché il motore del CFM e l'ala saranno molto ravvicinati, queste capacità dovranno essere sviluppate in stretta collaborazione.

Inoltre, Airbus e CFM collaboreranno per comprendere l’uso delle capacità ibride-elettriche e garantire la compatibilità con il carburante per l’aviazione sostenibile al 100% (SAF).

Preparazione dell'hardware per le prove di volo. Tuttavia, prima che uno qualsiasi degli obiettivi di cui sopra possa essere studiato, da qui al primo volo dimostrativo nella seconda metà del decennio, è prevista un'intensa fase di lavoro preparatorio di ingegneria.

Per prima cosa dovremo determinare i vincoli fisici del volo, la progettazione e le valutazioni per l'installazione del motore FTD (Flight Test Demonstration). Questi includeranno: la definizione delle "linee aeree" del pilone (vale a dire l'aerodinamica e le geometrie fisiche), la valutazione dei carichi, le qualità di manovrabilità e le prestazioni e la preparazione della modellazione per supportare l'analisi delle prove di volo.

Inoltre, il pilone con i supporti del motore e gli attacchi saranno progettati congiuntamente per ridurre al minimo la trasmissione del peso e delle vibrazioni alla cabina, nonché per l'integrazione del sistema motore. Verrà inoltre studiata la struttura della fusoliera interessata dall'impatto del sistema di propulsione.

Sarà inoltre necessario modificare vari sistemi dell'aeromobile ed eseguire test preparatori per garantire che il comportamento dell'aereo di prova di volo A380 con un motore a ventola aperta installato possa essere ben compreso per l'autorizzazione al volo e la validità dei dati.

Aree specifiche di interesse includeranno: gestione dell'energia (compresa la compatibilità delle ventole aperte con le architetture degli aerei ibridi-elettrici); integrazione dei sistemi di controllo motore; ottimizzazione dei controlli di volo; distribuzione del carburante; analisi delle vibrazioni e installazione della strumentazione.

Una volta completate tutte queste attività, potremo passare alla fase successiva, ovvero la produzione fisica e l'assemblaggio delle modifiche al velivolo compreso il nuovo pilone personalizzato. Seguiranno test specifici sui componenti del motore per supportare il dossier necessario per l'autorizzazione definitiva al volo del pacchetto completo.

All'interno dell'aereo verranno installate postazioni di lavoro per ospitare ingegneri e tecnici dedicati ai test di volo, che monitoreranno e misureranno le prestazioni in volo dei vari sensori del sistema di missione installati. A tal fine l’aereo sarà dotato di centinaia di sensori, tra cui microfoni, accelerometri, sensori di pressione statica e telecamere.