NASA’nın HyTECH projesi

Hibrit Termal Olarak Verimli Çekirdek (HyTEC) projesi, yakıt tüketimini azaltmak, motordan çıkarılan güç aracılığıyla elektrikli uçak sistemlerinin daha fazla kullanılmasını sağlamak ve motorun çalışabilirliğini ve sürdürülebilir havacılık yakıtlarıyla uyumluluğunu ilerletmek için küçük çekirdekli turbofan motor teknolojileri geliştirmeyi amaçlamaktadır.

NASA, küçük çekirdekli teknolojinin ve gelecekteki tek koridorlu uçaklar için entegre sistemlerin benimsenmesini hızlandırabilecek kilit teknolojilerin araştırılmasına yönelik maliyet paylaşım düzenlemelerinde endüstri ile işbirliği yapmaktadır.

HyTEC  projesi özellikle şunları başarmayı amaçlamaktadır:

-2020’nin sınıfının en iyisi turbofan motorlarına kıyasla yakıt tüketiminde yüzde 5 ila 10 arasında azalma.

Mevcut teknolojinin 2-4 katı olan yüzde 20’ye varan güç çıkışı.

Küçük çekirdekli yakıcıların yüksek karışımlı (yüzde 80-100) sürdürülebilir havacılık yakıtlarında etkili ve verimli bir şekilde çalışmasına yönelik gelişmiş tasarım yetenekleri.

Şekil-1-Tipik bir turbofan jet motorunun kesiti, HyTEC’in ilerlemek için çalışacağı çekirdeğin parçaları resimde verilmektedir.

Hibrit Termal Olarak Verimli Çekirdek (HyTEC) projesi, turbofan motor çekirdeklerinin basıncını, sıcaklığını ve verimliliğini artırmaya katkıda bulunan bir teknoloji geliştirmeyi amaçlamaktadır. Aynı miktarda itişi, daha az enerji ile sağlayabilen turbofan motorları beslemek için daha yüksek verimli çekirdeklere ihtiyaç duyulacaktır.

HyTEC’in kompakt, yüksek verimli, yoğun güç çekirdeği ve güç üretme  teknolojisi, bir sonraki tek koridorlu sınıf uçağa doğrudan fayda sağlayacaktır.

Bu teknolojiler, hava aracı yaşam döngüsü boyunca önemli ölçüde sürekli yakıt yakma azaltımı sağlayacaktır. Bu ilerlemeler, toplum üzerindeki olumsuz etkileri azaltırken ticari havacılık için maliyet avantajlarına kapı açacaktır.

HyTEC’in teknoloji portföyü şunları içerir:

Yüksek Basınçlı Kompresör – Optimize edilmiş verimlilik ve performansla çalışabilirliği sağlamak için muhafaza işlemleri ve gelişmiş tasarımlar.

Geliştirilmiş Yakıcı Malzemeler – Performansı ve dayanıklılığı artırmak için yakıcılar için seramik matrisli kompozit (CMC) astarlar.

Yüksek Sıcaklık Türbini Malzemeleri – CMC’ler/çevresel bariyer kaplamaları (EBC’ler), türbin kanatları ve kanatçıklar için sıcaklıkları ve verimliliği artırır.

Gelişmiş Yüksek Basınçlı Türbin Aerodinamiği – Gelişmiş kanat ve soğutma tasarımları ve aerodinamik özellikler geliştirerek türbinin daha verimli çalışmasını sağlar.

Yüksek Basınç ve Düşük Basınç Türbini – Daha fazla elektrikli uçak sistemi sağlamak için güç çıkarma.

HyTEC, bir sonraki tek koridorlu uçak motoru için teknoloji transferini sağlamak üzere endüstri ile aşağıdaki ortaklıklar yoluyla bu teknolojileri hızlandırmaktadır.

Yüksek Basınçlı Kompresör/ GE Havacılık.

Yüksek Basınç Türbini Gelişmiş Aerodinamik/ GE Aviation.

Yüksek Basınç Türbini Gelişmiş Aerodinamik/ Pratt & Whitney.

Yüksek Sıcaklıklı EBC’ler/ GE Havacılık.

Seramik Matris Kompozit ve EBC’ler/ Pratt & Whitney.

Seramik Matris Kompozit Yakıcı Astarı/ GE Aviation.

Turbofan Motor Gücü Çıkarma Gösterimi/ GE Aviation.

Seramik Matrik Kompozit Türbin Kanat Dayanıklılığının İyileştirilmesi/ GE Aviation.

Gelişmiş Hava Araçları Programı (AAVP)

AAVP, yeni uçak sistemleri için teknolojileri ve yetenekleri inceler, değerlendirir ve geliştirir ve aynı zamanda devrim niteliğinde hava yolculuğu iyileştirmeleri için umut vaat eden uzak gelecekteki kavramları araştırır. Gelişmiş araçlar için yenilikçi AAVP tasarım konseptleri, yakıt yakma, gürültü, emisyon ve içsel güvenliğe odaklanan teknolojileri entegre eder. Amaç: yeni uçakların daha güvenli, daha hızlı, daha temiz, daha sessiz uçmasını ve yakıtı çok daha verimli kullanmasını sağlamak. Endüstri, akademi ve diğer devlet kurumlarıyla ortaklık kuran AAVP, etkili teknoloji geçişi fırsatlarından yararlanmak için karşılıklı yarar sağlayan işbirliklerini sürdürür.

Hipersonik Teknoloji (HT) Projesi

Yeni hipersonik (genellikle Mach 5’ten daha hızlı) yeteneklerin geliştirilmesi ABD için önemlidir. Yakın vadede, hipersonik araştırma ve teknolojilerinin uygulanmasının gelişmiş savunma sistemleri üzerinde bir teknolojiye sahip olması muhtemeldir.

HT projesi, temel hipersonik araştırmalarını ilerletirken ulusal ihtiyaçlar için hipersonik yetkinliği sürdürmeye odaklanır.

HT projesi aşağıdaki alanlarda temel araştırmalara odaklanır:

Yüksek hızlı tahrik sistemleri;

Yeniden kullanılabilir araç teknolojileri;

Yüksek sıcaklık malzemeleri; ve

Sistem Analizi.

NASA ve Boeing, Sürdürülebilir Havacılık Yakıtının kabulüne yardımcı olmak için veri toplamaktadır.

NASA ve Boeing’den bilim adamları, farklı sürdürülebilir havacılık yakıtları karışımları yakan motorlara sahip bir uçağın geleneksel jet yakıtından daha az çıktı  partikül üretip üretmediğini test etmek için yakın zamanda Seattle da bir araya gelmiştir. Sürdürülebilir bir havacılık sistemine doğru ilerlemeyi hızlandırma çabalarında NASA, yalnızca geleceğin ultra verimli uçaklarını tasarlamak için değil, aynı zamanda günümüz uçaklarında alternatif yakıt kullanımını geliştirmek için çalışmaktadır.

Sürdürülebilir havacılık yakıtının, daha küçük bir karbon ayak iziyle performans sunması amaçlanır. Genellikle geleneksel jet yakıtıyla karıştırılır, ancak Boeing ecoDemonstrator ortakları, %100 sürdürülebilir havacılık yakıtının yaygın şekilde kullanılmasını sağlamak ve partikül emisyonları üzerindeki etkisini değerlendirmek için gereken verileri oluşturmak için çalışmaktadır.  Araştırmacılar, bir patlama deflektörü ile 777-200ER’nin güçlü egzozundan çıkan partikülleri  Langley’in Mobil Laboratuvarı sayesinde özel bir şekilde analiz edilebilmektedir. Laboratuarın kapsamlı enstrümantasyon paketi, uçağın arkasındaki saptırıcıyla arayüz oluşturmak üzere tasarlanmış özel yapım bir prob kullanarak yalnızca gaz emisyonlarını değil, aynı zamanda partikülleri de (kurum ve diğer aerosoller) analiz edilmektedir. Analizler, geçen yılın yakıt kullanımıyla ilgili testlerinden öğrenilen dersleri de içeriyor. Sürdürülebilir yakıt rafineriden ayrıldıktan sonra, araştırmacılar, yakıt ulusal lojistik sistemi boyunca aktarılırken jet yakıtı kirliliğinin meydana gelmediğinden emin olmalıdır. Toplanan bu veriler, NASA ve endüstrinin net sıfır karbon hedefi doğrultusunda çalışmasına yardımcı oluyor.

Ekipler hâlâ sonuçlarını analiz ediyor olsalar da, edinilen bilgiler, mevcut havacılık filolarında sürdürülebilir havacılık yakıtı kullanımını mümkün kılmak için gereken bilgiler  toplanmaktadır. Bu çalışmalar geleceğe ışık tutacaktır.

Emniyetli günler dileği ile…

Referanslar: NASA Space tech web sayfası