חברת "רולס רויס" מתכננת מנוע UltraFan חשמלי
- תרגום ועיבוד – אילן הייט
בעת שיצרני המטוסים והמנועים מתמודדים עם הרעיון שמנועי הסילון המופעלים בדלק (דס"ל) ישמשו כמקור הכוח למטוסים רחבי-גוף בעשורים הבאים, חברת "רולס רויס" מנסה לצייר "מפת דרכים" שעל פיה יפותח דור העתיד של מנוע UltraFan, שיהיה חשמלי יותר וייצר פחות גזי פליטה.
כרגע נמצאים בשלבי פיתוח כמה מנועי טורבינה חשמליים או היברידיים, המופעלים על ידי מצברים, בכוונה להשתמש בהם למטוסים קטנים או לטווחים בינוניים. לעומתם אין ביטחון באפשרות יישום השימוש בהם במטוסים גדולים – ובמיוחד במטוסים רחבי-גוף. עם זאת, מופעל על יצרני המנועים לחץ בינלאומי כדי שיעמדו בתקנות צמצום הרעש והקטנת כמות גזי הפליטה יוצרי אפקט החממה. לדוגמה, מצפים באירופה שעד שנת 2050 תהייה ירידה של 75% בפליטת ה- CO2 לכל נוסע/קילומטר, בהשוואה לזו של תחילת המאה ה-21.
מנוע ה- UltraFan הנמצא בפיתוח עכשיו ואמור להיכנס לשירות ב- 2027, מבוסס על ליבה חדשה לגמרי בצירוף של מדחסים וטורבינות בעלי להבים מתכווננים (!) ומניפה קלת משקל. במקור היה פיתוח המנוע צמוד לרעיון של "בואינג" לפתח מטוס חדש לטווח בינוני, אך "רולס רויס" מעדיפה להתנתק מתכנון זה ובמקומו להציע החלפת מנועים בדגמי מטוסים קיימים, במהלך העשור הבא.
אנשי "רולס רויס" טוענים כי ה- UltraFan יציג שיפור של 25% בתצרוכת הדלק (SFC=Specific Fuel Consumption) על פני מנוע ה- Trent 800, אך לדבריהם, כדי להשיג תוצאות טובות עוד יותר יש לאמץ טכניקות "אקזוטיות" כמו מניפה (Fan) עם להבים מתכווננים. הם מנסים גם לשנות את הארכיטקטורה החשמלית של המנוע כדי לשפר את התנהגותו האווירודינמית, על ידי הפקת חשמל ישירות מהטורבינה.
המתכננים צופים לעבר שנת 2030 או 2040, שבה יוכל מנוע כזה לפעול בחלק האחורי של גוף המטוס. מנוע כזה יוכל לשאוב את "שכבת הגבול" סביב הגוף ולהשתמש בה כדי להקטין בחדות את התנגדות האוויר – דבר שיביא לשיפור של 35% בתצרוכת הדלק.
לדברי המתכננים, אפילו הגנרטורים הגדולים ביותר כיום, בעלי ההספק של עד 5 מגה-וואט (MW), מוגבלים להתנעת מטוסים רק לטווח קצר או לתנועה פנים-ארצית. במנועי מניפה הקיימים כיום מחובר למדחס הביניים או למדחס הלחץ הגבוה ציר, המניע את תשלובת תיבת האבזרים. זו מספקת כוח להפעלת ההידראוליקה, משאבות הדלק והחשמל למערכות המטוס. תיבות האבזרים הן מסובכות טכנית וממוקמות על היקף המנוע או באיזור כונס האוויר. זו "סביבה עויינת" והמיקום שלהן מתנגש עם קווי דלק ומערכות הידראוליות. הן גם מגדילות ומנפחות את היקף המנוע.
הרעיון של מתכנני "רולס רויס" הוא לבנות Starter-Generator על הקצה הקדמי, הקר, של ציר המנוע. זה יהיה מנוע חשמלי המייצר בין 100 ל-500 קילו-וואט (KW). ראה צילום. מתנע/גנרטור זה יאפשר התנעה חשמלית למנוע ובמקביל יספק כוח למערכות המטוס, כך שיבוטל הצורך בתיבת אבזרים על גוף המנוע וניתן יהיה להתקינה במקום אחר
חברת "רולס רויס" כבר בונה מנוע עם Starter-Generator בהספק של 40 kW להתנעת מטוסי מנהלים ולשימושים צבאיים, כולל כלי טיס בלתי מאוישים. כמו כן היא מפתחת מערכת דומה, בהספק של 150 kW המורכבת על המנוע הצבאי Adour, בלב ציר המדחס שלו: גם בחלק של הלחץ הנמוך שלו וגם בחלק של הלחץ הגבוה – דבר המאפשר גמישות בניצול המערכת.
עיבוד ותרגום על ידי אילן הייט למאמר של Guy Norris שפורסם ב- Aviation Week & Space Technology, ב-5 בנובמבר 2019
https://bit.ly/2qChFEP