NASA telah meluncurkan upaya penelitian yang bertujuan untuk menekan efisiensi bahan bakar 5-10% lebih banyak dari inti turbofan, dengan tujuan mengembangkan teknologi mesin untuk pesawat komersial masa depan, mungkin termasuk penggantian Boeing 737 pada akhirnya.
Badan ini meluncurkan upaya $ 191 juta, yang disebut Hybrid Thermally Efficient Core (HyTEC), sekitar satu tahun yang lalu dengan tujuan mengembangkan inti turbofan "high-power-density".
Inti seperti itu bisa menguntungkan pesawat lorong tunggal yang memasuki layanan pada "awal 2030-an", menurut dokumen NASA.
Tujuan HyTEC lainnya termasuk meningkatkan rasio bypass mesin setidaknya 15% dan rasio tekanan setidaknya 50%. Selain itu, ini bertujuan untuk menunjukkan bahwa 10-20% daya turbofan dapat diekstraksi sebagai listrik.
Sasaran terakhir tersebut dapat memungkinkan pesawat "lebih elektrik", yang berarti sistem yang menggunakan sistem pesawat tradisional - yang biasanya menggunakan penggerak pneumatik atau hidrolik - diganti dengan sistem listrik yang lebih ringan dan sederhana yang juga lebih mudah dirawat.
“Kami pikir kami dapat membuat lompatan yang cukup besar dalam pembakaran bahan bakar… dengan membuat intinya lebih kecil,” kata manajer proyek HyTEC Tony Nerone.
“Ini semua ditargetkan untuk… pesawat masa depan,” tambahnya. “Akhirnya, 737 akan diganti, dalam 10 tahun lebih.”
Nerone mengklarifikasi bahwa NASA tidak bekerja sama dengan Boeing dalam proyek tersebut. Mitra utamanya akan mencakup perusahaan mesin, dan teknologi yang dikembangkan dapat menguntungkan semua pembuat pesawat, tidak hanya badan pesawat AS.
Namun, NASA telah menetapkan GE Aviation dan Honeywell sebagai mitra, dan pada Februari mengeluarkan draf permintaan untuk mencari lebih banyak kolaborator industri. Agensi berharap untuk membagi biaya HyTEC dengan mitranya.
Boeing belum mengungkapkan rencana perusahaan apa pun untuk mengembangkan pesawat komersial baru tetapi mengatakan sedang memeriksa apakah akan meluncurkan pesawat komersial ukuran menengah. Namun, waktunya tetap tidak pasti karena faktor-faktor termasuk pandemi, meskipun beberapa analis menduga airframer yang bermarkas di Chicago itu mungkin bertujuan untuk membawa pesawat baru ke pasar pada awal 2030-an. Airbus juga, pada titik tertentu, perlu mengembangkan pengganti untuk pesawat keluarga A320neo-nya.
Tim HyTEC bertujuan untuk membangun dan mendemonstrasikan inti turbofan yang canggih pada akhir tahun 2026. "Perusahaan mesin akan mengambil alih dari sana," kata Nerone.
Menurutnya, temuan HyTEC, dikombinasikan dengan peningkatan mesin lainnya, dapat memungkinkan turbofan berikutnya menjadi 20% lebih efisien daripada model saat ini.
HyTEC adalah salah satu dari beberapa proyek dalam Program Kendaraan Udara Lanjutan NASA. Inisiatif lain termasuk pengembangan sayap penyangga rangka, teknologi manufaktur komposit tingkat tinggi, dan penggerak listrik, kata Nerone.
Proyek ini masih dalam “tahap perumusan”, yang berarti aspek-aspeknya masih bisa diubah. Tetapi Nerone mengharapkan HyTEC domino qq akan menjadi proyek resmi NASA musim panas ini setelah tinjauan tingkat tinggi.
Menyusut inti turbofan meningkatkan rasio pintasnya, yang meningkatkan efisiensi. Tetapi pembuat mesin telah mengurangi ukuran inti sebanyak mungkin dengan teknologi yang tersedia. Mereka akan membutuhkan bahan dan desain baru untuk melakukan perbaikan lebih lanjut.
Menyusut inti tidak semudah hanya mengurangi ukuran komponen. Itu karena inti yang lebih kecil lebih panas, yang berarti insinyur harus menggunakan bahan canggih yang lebih tahan panas dan tidak terlalu banyak memuai. Mereka mempelajari komposit matriks keramik dan pelapis tingkat lanjut, mengembangkan teknik pendinginan, dan bekerja untuk memastikan bilah dan baling-baling yang lebih kecil dapat menangani tekanan. Celah di dalam inti - seperti celah di antara bilah itu sendiri dan di antara bilah dan wadahnya - juga menghadirkan tantangan.
"Jika Anda membuat bilah setengah tinggi, dan memiliki jarak yang sama, jarak itu memiliki efek yang jauh lebih negatif," kata Nerone. "Kamu harus menemukan cara untuk mengecilkan jarak itu sama seperti kamu mengecilkan bilahnya."
“Ini akan membutuhkan beberapa lompatan teknologi yang cukup signifikan untuk mewujudkannya,” tambahnya.
Pekerjaan HyTEC dengan Honeywell mencakup pengembangan teknologi bandar qq turbin tekanan rendah, diikuti dengan uji turbin yang akan dilakukan pada tahun 2022 di Pusat Penelitian Glenn NASA di Ohio, kata Nerone.
Tes tersebut akan membantu NASA membangun model dan alat lain yang akan membantu demonstrasi dengan GE yang dijadwalkan berlangsung sekitar tiga tahun, juga di Glenn. Pekerjaan GE akan melibatkan pengujian bagaimana sebuah mesin beroperasi dengan 10-20% tenaganya diekstraksi sebagai listrik.
“Jika kami dapat mendemonstrasikan 20% [ekstraksi]… kami membuka pintu untuk banyak teknologi hibrida dan listrik di masa mendatang,” kata Nerone.
Sebagai perbandingan, Boeing 787 menggunakan sekitar 5% tenaga mesin sebagai listrik.
NASA memandang HyTEC sangat penting untuk membantu AS mengamankan keunggulan teknologi mesin di tengah meningkatnya ancaman persaingan ruang angkasa, termasuk dari China.
Comments