O aktualnie opracowywanych rozwiązaniach technicznych Airbus Helicopters, które znajdą zastosowanie w śmigłowcach nowej generacji oraz o zaangażowaniu w ich powstanie polskich ośrodków opowiada Tomasz Krysiński – wiceprezes firmy ds. badań i innowacji.
Jak Pan widzi przyszłość lotnictwa śmigłowcowego?
– Tomasz Krysiński: Przyszłość śmigłowców jest związana z trzema wektorami. Podstawowym jest obniżeniem zapotrzebowania na energię niezbędną do lotu oraz zastosowanie nowych paliw. Pozostałe dwa to autonomia lotów oraz nowe systemy kontroli lotów. Rozwijane przez nas nowe technologie dotyczące obniżenia zużycia paliwa docelowo mają na celu opracowanie statków powietrznych nie emitujących dwutlenku węgla. Wiodą do tego trzy równoległe drogi. Pierwsza to obniżenie oporu aerodynamicznego i masy płatowca. W przypadku nowych konstrukcji, nad którymi obecnie pracujemy, osiągniemy w ten sposób spadek zużycia paliwa o 10–15 proc. Kolejną drogą jest doskonalenie zespołu napędowego, czyli poprawienie jego sprawności oraz zastosowanie nowych cykli termodynamicznych turbin napędowych. To powinno przynieść obniżenia zapotrzebowania na paliwo o około 25 proc. Wreszcie trzecim czynnikiem jest hybrydyzacja, a zatem połączenie silnika cieplnego z silnikiem elektrycznym, przynosząca kolejne około 10 proc. spadku zapotrzebowania na paliwo. Podsumowując, kombinacja trzech wspomnianych rozwiązań sprawia, że w ciągu 10 lat zamierzamy zredukować zużycie paliwa statku powietrznego o około połowę. Co więcej, w przypadku tak obniżonego zapotrzebowania na energię, możliwe będzie pozyskiwanie jej z paliw syntetycznych opartych o połączenie wodoru z dwutlenkiem węgla lub z ogniw paliwowych.
Jakie są wyniki prowadzonych przez Airbusa testów śmigłowca H130, wyposażonego eksperymentalnie w napęd hybrydowy z silnikiem elektrycznym o mocy 120 kW?
– Są niezwykle pozytywne. Badania potwierdziły m.in. znaczną poprawę parametrów autorotacji. Dostęp do maksymalnego momentu obrotowego jednostki elektrycznej jest znacznie szybszy niż w przypadku klasycznej turbiny, co sprawia, że prędkość obrotowa wirnika może zostać obniżona, a łopaty nastawione na kąt natarcia bliski oderwania. Poza tym hybrydyzacja przynosi nie tylko zmniejszenie zużycia paliwa, ale także hałasu, ponieważ ten wynika głównie z prędkości końcówek łopat wirnika i jest od niej zależny do sześcianu, czyli w stopniu bardzo wysokim. Co więcej, silniki elektryczne i baterie pracują niezależnie od wysokości lotu napędzanej maszyny. W odróżnieniu od turbiny, która na wysokości 5000 metrów traci około połowę mocy, ciśnienie powietrza nie ma wpływu na sprawność silnika elektrycznego. Oczekujemy zatem, że parametry lotów śmigłowca w górach zostaną istotnie podniesione.
Wspomniał Pan o opracowaniu śmigłowca autonomicznego…
– Tak, intensywnie pracujemy nad elementem autonomiczności płatowca. Żyjemy w nowej erze, w której powstały odpowiednie czujniki, dające nam nowe możliwości. Są to kamery, radary i oparte na świetle laserowym lidary. Szczególnie intensywnie pracujemy nad tymi ostatnimi, pozwalają bowiem na stały nadzór otoczenia śmigłowca, czyli np. wykrycie z odpowiedniej odległości przewodów sieci elektroenergetycznych. Kamery pozwalają znaleźć drogę do lądowiska, a w połączeniu z autopilotem przeprowadzenie automatycznego lądowania. Taki system przetestowaliśmy na Super Pumie, a obecnie prowadzimy badania nad nim z wykorzystaniem śmigłowca eksperymentalnego FlightLab, który powstał na bazie H130. Rozwiązania nad którymi pracujemy w pierwszym etapie pozwolą na istotne odciążenie pilota maszyny załogowej, co pozwoli mu na skoncentrowanie się nie tyle na pilotowaniu, co samym przebiegu misji. Pracujemy także nad stworzeniem systemu umożliwiającego zdalne pilotowanie śmigłowców.
Porozmawiajmy o wkładzie w prowadzone prace biura projektowego Airbus Helicopters w Łodzi…
– Obecnie w łódzkim biurze pracuje 100 inżynierów, ale najważniejsza jest nie tyle liczba osób, co typ i jakość wykonywanych zadań. Ludzie ci są bowiem zaangażowaniu w projekty kreatywne, projektując własne elementy konstrukcyjne. Około 40 konstruktorów pracuje nad projektami aktualnie wdrażanymi, a kolejnych 40 nad rozwiązanymi przyszłościowymi, takimi jak omówiona wyżej hybrydyzacja. Pozostałych około 20 inżynierów zajmuje się projektami związanymi z utrzymaniem aktualnej floty, tj. doskonaleniem poszczególnych części, a więc zwiększeniem ich resursów oraz różnymi ulepszeniami. Łódzki zespół opracował m.in. innowacyjny amortyzator hydroelastyczny wirnika głównego.Nasze biuro zdobyło sporo doświadczeń uczestnicząc w pracach nad demonstratorem technologii szybkiego śmigłowca Racer. Projekt angażuje około 20 osób, które opracowały m.in. unikalny wał napędowy przenoszący 1 megawat mocy, system paliwowy, dokonały optymalizacji aerodynamicznej oraz wykonały obliczenia przekładni. Istotnym projektem, w którym biuro brało udział były obliczenia i certyfikacja nowego pięciołopatowego wirnika bezprzegubowego dla śmigłowca H145. Rozwiązanie okazało się dużym sukcesem i już obecnie klienci zamawiają przebudowę maszyn eksploatowanych z poprzednim rozwiązaniem. Jeśli chodzi zaś o najnowszy śmigłowiec w naszym portfolio, czyli H160, opracowaliśmy i certyfikowaliśmy wirnik ogonowy oraz przekładnię. Łódzkie biuro wniosło także spory wkład w opracowanie wirników dla taksówki elektrycznej CityAirbus, obecnie pracujemy zaś nad rozwiązywaniami dla CityAirbus NextGen. Biuro prowadzi również prace nad optymalizacją aerodynamiczną i wytrzymałościową struktur. Jest zaangażowane w opracowanie napędów hybrydowych, zarówno jeśli chodzi o koncepcję, jak i testy. Prowadzimy również prace nad poprawieniem sprawności silników, współpracując z Politechniką Łódzką. Jak widać są to działania niezwykle przyszłościowe i znajdą szerokie zastosowanie w koncepcji śmigłowców nowej generacji.
Wybiegając w dalszą przyszłość, moim marzeniem jest odtworzenie polskiej myśli technicznej przemysłu lotniczego. Przede wszystkim chodzi o zaangażowanie w projektowanie tzw. elementów szlachetnych, kluczowych, takich jak przekładnie, wały, wirniki czy elektronika. W tym celu musi zostać stworzony prężny ośrodek będący w stanie opracowywać nowe rozwiązania. Kolejnym etapem rozwoju biura w Łodzi jest zatem podjęcie własnych prac nad śmigłowcem załogowym. Planujemy już wkrótce rozpocząć testy modelu naszej konstrukcji w tunelu aerodynamicznym.
Airbus Helicopters uruchamia właśnie centrum testów elementów mechanicznych w Strykowie. Jakie prace będą tam wykonywane?
W Strykowie pod Łodzią prowadzona będzie przede wszystkim diagnostyka napędów, polegająca na wykonywaniu pomiarów za pomocą odpowiednich czujników. Wyniki będą przetwarzane z zaangażowaniem sztucznej inteligencji, a zatrudniony zespół zajmie się także rozwojem wykorzystywanych algorytmów diagnostycznych. Specjalnością centrum będą badania przekładni i napędów hybrydowych. Prowadzona tam działalność umożliwi eksploatację napędów według bieżącego stanu technicznego, w miejsce stosowanych dotąd odgórnie określonych resursów. Będzie to miało wyraźne przełożenie na ekonomię użytkowania produktów Airbus Helicopters.
Reklama
Zobacz również
Reklama
Reklama
