Rolls-Royce, İngiltere’nin yeni nesil Tempest programına katkıda bulunacak, dünyada bir ilk olan teknolojiye son beş yıldır öncülük ediyor.
Elektrikli ve daha akıllı teknolojiler geliştirmek ve uçaklara daha fazla güç sağlamak için çalışan Rolls-Royce, gelecekte savaş uçaklarının yüksek düzeyde elektrik enerjisi ihtiyacı ve termal yükü olacağı öngörüsünü geliştirdi. Üstelik tüm bunları yönetirken uçağın radara görünmeyen (stealth) uçak özelliklerine sahip olması gerekiyordu.
Rolls-Royce, geleceğe yönelik talepleri ele almaya Tempest programının lanse edilmesinden önce başlamıştı. Şirket 2014 yılında bütünüyle gaz türbinli bir motorun çekirdeğine gömülmüş, elektrikli bir marş jeneratörü tasarlamaya girişti. Bu girişim şu anda Embedded Electrical Starter Generator (Gömülü Elektrikli Marş Jeneratörü) veya E2SG demonstratör programı olarak biliniyor.
Rolls-Royce Gelecek Programları Baş Mühendisi Conrad Banks konuyla ilgili olarak şunları söyledi: “Elektrikli gömülü marş jeneratörü yerden tasarruf sağlayacak ve gelecekte savaş uçaklarının ihtiyaç duyacağı büyük miktardaki elektrik gücünü temin edecek.
Mevcut uçak motorları, motorun altında yer alan ve bir jeneratörü tahrik eden dişli kutusu vasıtasıyla güç üretiyor. Motorun dış kısmında dişli kutusu ve jeneratör için ihtiyaç duyulan alan, hareketli parçalar barındırmanın ve karışıklığı artırmanın yanı sıra gövdenin de daha büyük olmasına neden oluyor ki bu bir radara görünmeyen (stealth) uçak platformunda, arzu edilen bir özellik değil.”
Amaç, uçaktaki tüm sistemler için gereken elektrik gücünü sağlamak
Bu programın ikinci aşaması, Rolls-Royce’un Tempest programına katkısı kapsamında başladı. Şirket, bu yolculuğun bir parçası olarak, gaz türbini teknolojilerinden entegre güç ve tahrik sistemlerine kadar havacılık ve uzay piyasasındaki kabiliyetlerini sürekli geliştiriyor.
Bu çalışmalarla sadece bir uçağın gökyüzünde ilerlemesini sağlayan itme kuvvetini değil, aynı zamanda uçaktaki tüm sistemler için gerekli olan elektrik gücünü sağlamak ve bunun yanı sıra ortaya çıkan tüm termal yükleri yönetmek amaçlanıyor.
Rolls-Royce, karada, havada veya denizde olsun, gelecekteki tüm araçların güç sensörlerinde, iletişim sistemleri ve silahlarında, tahrik sistemleri ve aksesuarlarında ve alışılagelmis aviyonik sistemlerinde elektrik gücüne daha çok ihtiyaç duyulacağnı düşünüyor. Buna uyum sağlamak için de çalışmalarını sürdürüyor.
Enerji depolama sistemi ve güç temininin akıllıca yönetimi
Rolls-Royce, E2SG programının birinci aşamasının başlatılmasıyla, gaz türbinli motorların doğru bir akım elektrik şebekesine fiziksel olarak bağlanabileceği bir test merkezi olarak hizmet verecek entegre bir elektrik tesisinin kurulması amacıyla önemli bir yatırım yaptı.
Projenin ikinci aşamasının 2017 yılında başlamasıyla motorun diğer spool bileşenine bağlı ikinci bir elektrikli jeneratör devreye alındı. Bu aşamada ayrıca elektrik şebekesinde bir enerji depolama sistemi ve tüm bu sistemler arasında güç teminini akıllıca yönetme kabiliyeti devreye girdi.
Çift spool barındıran elektrikli makineler, motor veya jeneratör şeklinde kombine kullanıma izin veriyor. Böylece gücün elektriksel olarak iki spool arasında aktarılması da dahil olmak üzere motorda bir dizi fonksiyonel etkinin ortaya çıkmasını sağlıyor.
Motor verimliliği sağlamak için optimizasyon
Rolls-Royce, E2SG programı kapsamında, motorun çalışmasını, tepki hızını ve verimliliğini etkileyecek çift spool elektrik üretim sisteminin uygulanabilirliğini araştırıyor. Şu an geliştirilmekte olan bir diğer önemli teknoloji ise Power Manager akıllı kontrol sistemi.
Bu sistem bir yandan uçağın mevcut elektrik talebinin nasıl karşılanacağı konusunda gerçek zamanlı ve akıllıca kararlar almak için çeşitli algoritmalar kullanıyor. Diğer yandan bileşen ömrünü uzatmak için yakıt tüketimi veya motor sıcaklığını azaltarak motor verimliliğini sağlamak da dahil olmak üzere diğer faktörleri optimize ediyor.
Rolls-Royce, Tempest programı çerçevesinde, E2SG programının ortaya koyduğu elektrikli teknolojileri olgunlaştırmaya devam edecek. Programın üçüncü aşamasında genel sisteme entegre edilmiş yeni bir termal yönetim sisteminin yanı sıra daha fazla elektrikli motor aksesuarının da yer alacağı tahmin ediliyor.
Şirket ayrıca gelişmiş bir güç ve itiş sistemi için kapsamlı bir demonstratörü de görücüye çıkarmayı amaçlıyor. Gaz türbininin her parçasında yeni teknolojiler bulunacak.
Bu teknolojiler arasında daha yüksek güç seviyeleri için ikiz spool ile gömülü elektrik üretimi, gelişmiş bir termal yönetim sistemi ve geleceğin savaş uçaklarından beklenen görev döngüsüne uyarlanmış bir enerji depolama sistemi yer alıyor. Ayrıca hem gaz türbininin hem de güç ve termal yönetim sisteminin performansını optimize edebilecek, akıllı bir güç yönetim sisteminin de bu teknolojiler arasında yer alması planlanıyor.