Nýr opinn skrúfuhreyfill á þotur sagður geta minnkað eldsneytisnotkun um 20%

General Electric og franska fyrirtækið Safran kynntu í júní síðastliðnum áform um tilraunasmíði „opins skrúfuhreyfils“ sem á að geta dregið úr eldsneytisnotkun farþegaþotna og mengun um 20%. Var þetta kynnt um leið og greint var frá framlengingu á sögulegu samstarfsverkefni félaganna í gegnum fyrirtækið CFM International til 2050.

Nýi flugvélahreyfillinn er nefndur „RISE“ og er talinn hugsanlegur arftaki „LEAP“ þotuhreyflanna sem notað er á Boeing 737 MAX og nokkrum Airbus A320neo farþega­þotum. Nýi hreyfillinn er með sýnilegum hreyfilblöðum og kallast „opinn skrúfuhreyfill“. Hann gæti mögulega verið tekinn í notkun um 2035. Í nýju hönnuninni er einnig gert ráð fyrir blendingsvél sem að hluta yrði drifin áfram með rafmagni.

Hörð samkeppni við Pratt & Whitney

CFM er stærsti þotuhreyfla­fram­leiðandi heims miðað við fjölda seldra eininga. Það er eini birgir mótora fyrir Boeing 737 MAX og keppir við Raytheon Technologies frá Pratt & Whitney um viðskipti vegna Airbus A320neo flugvélanna. Þykir LEAP mótorinn frá CFM afar sparneytinn og er sagður eyða 15% minna eldsneyti en hefðbundnir hreyflar. Þá er hann sagður losa 15% minna af CO2 út í andrúmsloftið og 50% minna af NOx (Nitrogen Oxide - köfnunarefnisoxíð). Það yrði því augljóslega verulegur ávinningur ef enn yrði hægt að draga úr eldsneytisnotkuninni um 20% með opna skrúfuhreyflinum RISE.

RISE verkefnið kom til í undirbúningsvinnu hreyfla­fram­leiðenda við næstu kynslóð milli­stærðar farþegaflugvéla með einum gangi (single-aisle planes), eins og Boeing MAX og Airbus A320 neo sem búa nú við aukinn þrýsting og kröfur um umhverfisvænni flugvélar.

Heimildir úr flugiðnaðinum herma að Boeing íhugi að koma með nýja vél í stað hinna langdrægu 757 flugvéla sem eru örlítið stærri en MAX 737. Vangaveltur um hvort bíða eigi nýrrar tækni í þróun flugvélahreyfla hefur frestað ákvarðanatöku.

Hér má vel sjá vandann sem Boeing þurfti að glíma við til að koma fyrir stærri hreyflum á MAX 737 vélarnar. Vinstar megin er Airbus 321 og hægra megin MAX 737 þar sem plássið fyrir stóran hreyfil undir vængnum reyndist einfaldlega ekki nægjanlegt.

Hér má vel sjá vandann sem Boeing þurfti að glíma við til að koma fyrir stærri hreyflum á MAX 737 vélarnar. Vinstar megin er Airbus 321 og hægra megin MAX 737 þar sem plássið fyrir stóran hreyfil undir vængnum reyndist einfaldlega ekki nægjanlegt.

Ekki einfalt mál

Vandséð er hvernig menn ætla að koma hreyfli eins og þessum nýja RISE skrúfuhreyfli fyrir á hefðbundnum þotum. Ljóst er að skrúfan er með mun meira þvermál en sambærilegur þotuhreyfill og vart pláss fyrir hann á flugvélum sem hannaðar eru fyrir hefðbundna þotuhreyfla. Þetta var m.a eitt aðal vandamálið við hönnunina á Boeing MAX 737 þegar ákveðið var að setja á hana stærri hreyfla. Þar var verið að herma eftir Airbus 321 sem var öflugri og með meiri flutningsgetu. Gallinn var bara að MAX vélarnar voru lágfættari en keppinauturinn frá Airbus og ekki pláss undir vængjunum fyrir stærri hreyfil nema að færa hann framar og ofar. Það breytti um leið flugeiginleikum vélarinnar sem ekki var hægt að mæta nema með flóknum tölvubúnaði. Flestir vita hvernig það fór, en hvernig menn ætla að koma opnum skrúfuhreyfli fyrir á slíkri flugvél liggur ekki alveg í augum uppi.

„LEAP“ þotuhreyfillinn frá CFM International þykir afar sparneytinn, en hann er bæði notaður af Airbus og Boeing líkt og hreyflar frá Pratt & Whitney.

Afkastameiri hreyfill

Hugmyndin um opinn skrúfu­hreyfil byggir á að spaðar hreyfilsins, sem faldir eru inni í venju­legum þotuhreyflum, yrðu að hluta sjáanlegir líkt og á hefðbundnum skrúfuþotum. Slíkri hönnun er ætlað að skófla meira lofti en hægt er með hefðbundnum hreyflum og draga úr álagi á kjarna hreyfilsins. Fyrri tilraunir síðan á níunda áratugnum til að þróa slíkar vélar hafa þurft að glíma við vandamál eins og hávaða.

Olivier Andries, framkvæmda­stjóri Safran, sagði á kynningunni að frumgerð sem prófuð var árið 2017 hefði ekki framkallað meiri hávaða en gerist í LEAP þotuhreyflum.

Augu flugrekenda og tækni­manna beinast nú að keppinautum Pratt & Whitney, sem búist er við að muni birta uppfærslur á þotuhreyfla sína síðar á þessu ári. Talið er að þeir verði með skrúfum með breytanlegum skurði, líkt og skiptiskrúfur í skipum.