De visie van de EU voor de luchtvaart voor 2050 is om van Europa een wereldleider te maken op het gebied van duurzame luchtvaartproducten en -diensten en tegelijkertijd te voldoen aan de behoeften van zijn burgers en de samenleving. Hiertoe, het heeft een uiterst uitdagend doel gesteld:het energieverbruik en de CO .-uitstoot van vliegtuigen verminderen ₂ uitstoot per reizigerskilometer met 75 % tegen het jaar 2050.

Echter, dit doel zou niet haalbaar zijn als de luchtvaartindustrie alleen zou vertrouwen op de stapsgewijze verbeteringen van geavanceerde technologieën. Een deel van de reductie moet worden bereikt door middel van radicale nieuwe technologieën, waarop het door de EU gefinancierde ULTIMATE-project zich heeft gericht tijdens zijn driejarige looptijd.

"Om de 75 procent reductiedoelstelling te halen, naar schatting zal de laatste 18 procent moeten komen van stapsgewijze technologie die is ontwikkeld binnen ULTIMATE, " zegt Tomas Grönstedt, professor aan de Chalmers University of Technology in Zweden en coördinator van het project, in een recent persbericht.
Door zijn werk, het project heeft getracht de drie belangrijkste bronnen van energieverlies in bestaande vliegtuigmotoren aan te pakken:onomkeerbaarheid van de verbrandingskamer, kernuitlaatwarmte en bypass-uitlaatkinetische energie. Samen, deze zijn verantwoordelijk voor meer dan 80 % van de totale energieverliezen. De acht motorconcepten die op de Farnborough International Airshow 2018 werden gepresenteerd, vertegenwoordigen de energie-efficiënte oplossingen van ULTIMATE.

Acht innovatieve luchtvaartontwerpen te zien

Twee ontwikkelde ontwerpen draaien om het concept van voorgekoelde kernen en gepulseerde detonatieverbranding. Zoals beschreven op de projectwebsite, "voorkoeling van de kernstroom vóór detonatieverbranding, verbetert de volumetrische efficiëntie, zorgt voor verhoogde verbrandingsdrukverhoudingen, vermindert het risico op voorontsteking en vermindert de vereisten voor motorkoeling." De projectpartners hebben één ontwerp voorgesteld voor vluchten binnen Europa en een variant met behulp van turbofans met versnellingen voor langeafstandsvluchten.

ULTIMATE heeft drie geavanceerde motorconcepten ontwikkeld. De eerste, een open rotor met een topping-cyclus, bestrijdt de componentinefficiënties van energiecentrales met open rotoren door de introductie van topping-cycli. De andere twee concepten van het team omvatten een turbofan met een gesloten circuit en een turbofan die een open circuit luchtbodemcyclus combineert met een nutating-disc topping-cyclus, interkoeling en secundaire verbranding. De ontwerpen stellen oplossingen voor met een verhoogd kernspecifiek vermogen, lager gewicht van de krachtcentrale en verbeterde thermische efficiëntie.

Het ultradunne adaptieve inlaatconcept dat door het project wordt voorgesteld, biedt een mogelijke oplossing voor het verbeteren van de werking van turbofanmotoren met een ultrahoge bypass-verhouding die zijn uitgerust met ultradunne en ultrakorte motorgondels.

Nog een andere bijdrage is een secundair vloeistofrecuperatieconcept waarbij twee warmtewisselaars in de motorkern zijn geïnstalleerd. Eindelijk, de door de partners ontwikkelde samengestelde cyclusmotor combineert conventionele gasturbine met oplossingen voor zuigermotoren.

"We zijn nu op weg om deze technologieën te rijpen tot TRL 2 (Technology Readiness Level), ", zegt Grönstedt.

Naar aanleiding van deze successen, Er zullen strategieën worden gevormd om de ULTIMATE-technologieën (Ultra Low Emission Technology Innovations for Mid-century Aircraft Turbine Engines) tot producten te ontwikkelen en op de markt te brengen. Deze strategieën zullen ook dienen als routekaarten voor toekomstig Europees voortstuwings- en luchtvaartonderzoek.