El General Electric Catalyst (anteriormente Advanced Turboprop , o ATP ) es un motor turbohélice en desarrollo por GE Aviation . Se anunció el 16 de noviembre de 2015 y alimentará al Cessna Denali , se ejecutó por primera vez el 22 de diciembre de 2017 y debería ser certificado en 2020. El motor de 850 a 1.600 hp (630 a 1.190 kW) apunta a un 20% más de eficiencia que su competencia gracias a una relación de presión total de 16: 1 , álabes de estator variables , álabes de turbina refrigerados , piezas impresas en 3D y FADEC .
Catalizador | |
---|---|
Tipo | Turbohélice |
origen nacional | Estados Unidos |
Fabricante | Aviación GE |
Primer intento | 22 de diciembre de 2017 [1] |
Principales aplicaciones | Cessna Denali |
Desarrollo
Después de presentar la General Electric H80 en 2010 para mejorar la Walter M601 , GE comenzó a analizar su competencia e ideó un motor de diseño limpio en 2014, luego fue seleccionada para la competencia Cessna Denali . [2] En septiembre de 2015, General Electric creó un centro europeo de desarrollo de turbohélice, después del cierre de US-Exim Bank en junio, invirtiendo más de 400 millones de dólares y creando entre 500 y 1.000 puestos de trabajo. [3] El motor se anunció el 16 de noviembre de 2015 en la feria anual de la Asociación Nacional de Aviación Comercial . [4]
La caja de cambios, la turbina de potencia y la cámara de combustión se fabricarán en Turín y los componentes giratorios se suministrarán desde Varsovia , ambas ubicaciones pertenecientes a Avio , adquirida por GE en 2013, y la línea de montaje final debería estar en Walter Engines en Praga . Debería ser certificado en 2020. [5] Fue diseñado por GE en Europa, [6] y para la turbina generadora de energía y gas, y el compresor de alta presión, por el Centro de Diseño de Ingeniería en Varsovia, una alianza entre GE Polonia y el Instituto de Aviación de Varsovia . [7]
En octubre de 2017, GE recibió el 85% de las piezas, en camino de entregar el primer motor de prueba para fin de año. [8] En este momento, el vehículo de compresor centrífugo axial (conjuntos de estator, rotor y sección fría) se probó en Munich para validar su eficiencia, rendimiento y operabilidad. [9]
Pruebas
Después de dos años de desarrollo, completó su primera prueba de funcionamiento en Praga el 22 de diciembre de 2017. Después de que la mayoría de los componentes se probaron y el motor estuvo en funcionamiento, GE Aviation mantiene sus objetivos de rendimiento y espera superarlos. Comenzará las pruebas de certificación en 2018, validando los sistemas aerodinámicos, mecánicos y aerotérmicos. Se espera que impulse el primer vuelo del Cessna Denali a fines de 2018 y completará más de 2000 horas de pruebas antes de que el Denali entre en servicio. GE Aviation Czech, la sede de desarrollo, pruebas y producción, ha contratado alrededor de 180 empleados, y se esperan otros 80 en 2018, entre otros 500 para la instalación completa a la tasa de producción completa. Fue desarrollado durante dos años por 400 diseñadores, ingenieros y expertos en materiales de GE en la República Checa, Italia, Alemania, Polonia, Estados Unidos y otros lugares. Se abrirán seis celdas de prueba, se construirán 10 motores de prueba y se volará más adelante en 2018 en un banco de pruebas volador, las pruebas de certificación durante 2018-2019 incluyen pruebas de altitud, rendimiento y alta vibración. [10]
En marzo de 2018, la primera muestra se ejecutó casi 40 horas antes de varios años de revisión del control de la salud . El próximo motor está ensamblado e instrumentado para pruebas de altitud y se probará en Canadá a partir del verano de 2018. A partir de finales de 2018, Cessna recibirá tres motores para preparar el vuelo inaugural de Denali del primer trimestre de 2019 . [11] Su desarrollo es un 30% más rápido que los nuevos proyectos anteriores de GE, ya que el programa de desarrollo tiene 10 motores, además de varias reconstrucciones. Durante los próximos dos años, se realizarán 33 pruebas de motor en total, incluidas 17 pruebas de certificación. La certificación no requiere un banco de pruebas de vuelo, pero se puede usar un King Air 350 modificado para la autorización de seguridad de vuelo a principios de 2019, antes de las pruebas de vuelo de Denali. [2] A fines de mayo de 2018, se completaron 60 horas de pruebas, incluso a plena potencia, mientras que el segundo ensamblaje del motor estaba casi completo para una primera ejecución de verano, la certificación de componentes era inminente y debería ir seguida de pruebas de certificación de motor completo , comenzando con pruebas de ingestión y altitud . [12] En julio de 2018, el primer motor funcionó durante más de 100 horas mientras que un segundo motor estaba funcionando en Praga antes de ser enviado a Canadá más adelante en el año para las pruebas de altitud, el rendimiento está en el objetivo o mejor de lo previsto. [13]
Para mayo de 2019, los motores de prueba funcionaron hasta 41,000 pies (12,000 m) en una cámara de altitud y más de 1,000 h, simulando tres años de operaciones, mientras que el FADEC corrió 300 h en el ave de hierro Denali. [14] En octubre de 2019, más de 1000 ciclos de motor registraron 1600 h de pruebas: 1200 h en celdas de prueba y 400 h en equipos de compresores. Se completaron las pruebas de altitud, resistencia, vibración, durabilidad e ingestión, así como pruebas de controles de hélice integrados y pruebas de sobrevelocidad del compresor de alta presión y de la turbina del generador de gas. Los nuevos requisitos de pruebas de formación de hielo retrasaron la entrega del primer motor hasta 2020 y el primer vuelo de Cessna Denali aún más. Para entonces se habían ensamblado cinco motores y se deberían completar otros dos antes de que finalice 2019. [15] La primera prueba de vuelo a bordo de un King Air se retrasó hasta la primavera de 2020 y la certificación para el otoño de 2021, después de una campaña de 18 meses, debido a los nuevos requisitos de prueba de la FAA, incluidas las pruebas de formación de hielo. [dieciséis]
Mercado
El GE Catalyst está destinado a cubrir el mercado entre el H80 y el CT7. [17] Competirá con el Pratt & Whitney Canada PT6 , producido en 51.000 unidades y liderando el mercado de pequeños turbohélice durante 50 años, sumándose a la General Electric H80 de menos de 850 caballos de fuerza (630 kW) . Ha sido seleccionado para propulsar el nuevo avión turbohélice monomotor Cessna Denali , con capacidad para 12 pasajeros a más de 280 nudos (520 km / h) durante 1.500 millas náuticas (2.800 km). GE planea invertir hasta mil millones de dólares en el proyecto, incluidos 400 millones de dólares para un centro de fabricación en Europa. [18]
Diseño
El turbohélice avanzado de 1.300 caballos de fuerza (970 kW) podría ampliarse en un rango de 850-1.600 caballos de fuerza (630-1.190 kW). Su relación de presión total de 16: 1 permite un consumo de combustible un 20% menor y un 10% más de potencia de crucero que la competencia de la misma clase de tamaño, con un tiempo medio de 4000 a 6000 horas entre revisiones (MTBO). [19] El compresor se deriva del General Electric T700 con cuatro etapas axiales y una sola etapa centrífuga, con el mismo diseño aerodinámico 3D utilizado en el GE9X . El motor incluye álabes de estator variables (VSV) y piezas impresas en 3D . [20]
La cámara de combustión anular simple de flujo inverso se asemeja al diseño del GE-Honda HF120 . La turbina de alta presión monocristalina de dos etapas será la primera en esta clase de motores en estar completamente enfriada. La turbina de baja presión de tres etapas gira en sentido contrario . Un sistema de control de propulsión integrado FADEC gobernará tanto el paso del motor como de la hélice como un sistema completo. [21]
Doce piezas impresas en 3D reemplazan 855 piezas: marcos, revestimientos de combustor, sumideros , caja de escape , carcasas de cojinetes , componentes estacionarios en la trayectoria de flujo e intercambiadores de calor . El peso total se reduce en un 5% y el consumo de combustible específico de los frenos se mejora en un 1%. La impresión 3D no se utiliza para componentes giratorios como cuchillas , discos y rotores . [22] El 35% del motor se imprimirá en GE, lo que reducirá el número de piezas serializadas a 35. [23] Están impresas a partir de una aleación de titanio . [10]
El tiempo entre revisiones es de 4.000 horas, un 33% más que su principal competidor. Es el primer turbohélice de su clase con dos etapas de álabes estatóricos variables. [1] Contará con un sistema de hélice compuesto de cinco palas de McCauley , una subsidiaria de Textron . [5]
Los turbohélices ahora tienen que estar certificados para la formación de hielo en cristales de hielo a gran altitud : un compresor blisk tiene que sobrevivir al impacto de una bola de hielo. Esto requeriría una primera etapa de 1,13 kg (2 lb) más pesada y obstaculizaría la aerodinámica del motor. GE propuso canalizar el aceite caliente a la entrada del motor desde un sumidero de la caja de cambios de accesorios para evitar el crecimiento de hielo y lo probará en una instalación canadiense de clima frío en el verano de 2018. [24]
Las turbinas refrigeradas permiten temperaturas de funcionamiento superiores a 150 ° C (300 ° F). Su FADEC, VSV y una turbina LP de contrarrotación de tres etapas generan un 10% más de potencia de crucero, manteniendo la eficiencia máxima en condiciones fuera de diseño para una mejor velocidad de lapso y potencia de altitud. El sumidero de una pieza reemplaza a 45 piezas convencionales y se imprimirá en solo cuatro días en comparación con los 14 iniciales. [2]
Aplicaciones
- Cessna Denali [2]
- XTI TriFan 600 , seleccionado en julio de 2019 [25]
Especificación
Características generales
- Tipo: Turbohélice
- Longitud: la misma clase de tamaño que la PT6A de 1,83 m de longitud máxima
- Diámetro: misma clase de tamaño que el PT6A de 483 mm de diámetro
- Peso seco: ~ 270 kg (600 lb) [2]
Componentes
- Compresor: cuatro etapas axiales y una sola etapa centrífuga [21]
- Combustores : combustor anular simple de flujo inverso [21]
- Turbina : alta presión de dos etapas, baja presión de tres etapas [21]
Actuación
- Potencia máxima de salida: 1300 hp (970 kW) (rango de 850-1,600 hp (630-1,190 kW)) [19]
- Relación de presión general : 16: 1 [19]
- Consumo específico de combustible : "20% menos de consumo de combustible que la competencia de la misma categoría" [19]
- Relación potencia / peso : "la relación potencia / peso más alta de su clase" [26]
- Tiempo entre revisiones (TBO): 4000-6000 horas [19]
Ver también
Desarrollo relacionado
- General Electric T700
Motores comparables
- Pratt & Whitney Canadá PT6
- Garrett TPE331
Listas relacionadas
- Lista de motores de aviones
Referencias
- ^ a b "GE Aviation anuncia la primera ejecución del motor turbohélice avanzado" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 27 de diciembre de 2017.
- ^ a b c d e Guy Norris (19 de marzo de 2018). "GE ve catalizador como motor de cambio en empuje de turbohélice" . Semana de la aviación y tecnología espacial .
- ^ Reuters (17 de septiembre de 2015). "Sin financiación de las exportaciones de EE.UU., GE dice que construirá un centro de motores en Europa" , a través de Business Insider.
- ^ "GE Aviation selecciona a Praga, República Checa, como ubicación para el" centro de excelencia "de turbohélice . Flight Global . 21 de enero de 2016.
- ^ a b "GE retrocede en Praga para el montaje de turbohélice" . Vuelo global . 13 de julio de 2016.
- ^ Stephen Trimble (27 de diciembre de 2017). "GE completa la primera prueba en tierra del motor turbohélice avanzado" . Flightglobal .
- ^ Paige Smith (16 de abril de 2020). "Preguntas y respuestas: Marian Lubieniecki, líder del Centro de Diseño de Ingeniería, GE Polonia" . Aerospace Testing International .
- ^ Stephen Trimble (10 de octubre de 2017). "GE se acerca a los hitos en una apuesta de $ 1.5B en aviones de negocios" . Flightglobal .
- ^ Curt Epstein (10 de octubre de 2017). "Dos nuevos programas de motor Genav de GE se disparan" . AIN .
- ^ a b Tomas Kellner (27 de diciembre de 2017). "Encendido: GE probó con éxito su motor turbohélice avanzado con piezas impresas en 3D" . Informes de GE .
- ^ Kerry Lynch (7 de marzo de 2018). "El motor ATP de GE se convierte en catalizador" . AIN .
- ^ Curt Epstein (29 de mayo de 2018). "Catalizador de GE se prepara para pruebas de certificación" . AIN .
- ^ John Morris (17 de julio de 2018). "Comienza la prueba en el segundo turbohélice catalizador de GE" . Red Semana de la Aviación .
- ^ Alan Peaford (20 de mayo de 2019). "GE trae Catalyst para sacudir el mercado de turbohélice" . Flightglobal .
- ^ Jon Hemmerdinger (22 de octubre de 2019). "Textron retrasa el primer vuelo de Denali debido a las pruebas en curso del motor Catalyst" . Flightglobal .
- ^ Dan Thisdell (19 de febrero de 2020). "Pruebas de vuelo de turbohélice catalizador" para comenzar esta primavera " " . flightglobal .
- ^ "GE Aviation se enfrenta a un Titán con nuevo turbohélice" . Noticias internacionales de aviación . 16 de noviembre de 2015.
- ^ "GE, Textron se unen para hacer un nuevo motor turbohélice, avión" . Reuters . 16 de noviembre de 2015.
- ^ a b c d e "GE Aviation lanza nuevo motor turbohélice" (Comunicado de prensa). GE Aviation . 16 de noviembre de 2015.
- ^ Matt Benvie (16 de noviembre de 2015). " " La mayor victoria: "Nuevo motor configurado para llevar el negocio de turbohélice de GE a nuevas alturas" . Informes de GE.
- ^ a b c d Guy Norris (17 de noviembre de 2015). "GE asume el motor PT6 con turbohélice avanzado" . Semana de la aviación .
- ^ "GE predice un gran avance en la impresión 3D" . Vuelo global . 3 de noviembre de 2016.
- ^ Kevin Michaels (18 de mayo de 2017). "Cuidado, las relaciones entre OEM y proveedores están cambiando" . Semana de la aviación y tecnología espacial .
- ^ Stephen Trimble (8 de marzo de 2018). "GE cambia el nombre del motor ATP 'Catalyst' a medida que el plan de prueba se calienta" . Flightglobal .
- ^ Kate Sarsfield (23 de julio de 2019). "XTI selecciona el motor Catalyst para el TriFan 600 híbrido-eléctrico" . Flightglobal .
- ^ "Turbohélice GE Advanced" . GE Aviation .
enlaces externos
- Página de turbohélice GE Catalyst
- "Czeching In: GE hará sus nuevos motores turbohélice avanzados en Europa" . Informes de GE. 20 de enero de 2016.