Aviația reprezintă un element esențial al societății globale de astăzi, iar cerinţele impuse transportului aerian, în perspectiva anilor 2020 și 2050, evidențiază necesitatea implementării măsurilor şi politicilor care să conducă la creşterea eficienţei și siguranței în transportul aerian, precum și la promovarea metodelor alternative de transport prietenoase mediului.
În conformitate cu aceste cerințe, Uniunea Europeană a lansat două proiecte de cercetare, denumite JTI Clean Sky și Clean Sky 2. Acestea au la bază obiectivele viziunii FlightPath 2050 (Elaborat de ACARE) și Vision 2020, ce vizează un transport aerian inteligent, ecologic și integrat. Clean Sky și Clean Sky 2 sunt cele mai importante proiecte de cercetare lansate până acum la nivel European în industria aeronautică.
Privire de Ansamblu – Clean Sky și Clean Sky 2
Lansat de Comisia Europeană în februarie 2008, Clean Sky este un parteneriat public-privat între Comisia Europeană și industria aeronautică, un program lansat în al 7-lea Program-Cadru al UE pentru cercetare și dezvoltare tehnologică (PC7) pentru perioada 2007-2013.
Obiectivele acestei inițiative au în vedere maturizarea și implementarea tehnologiilor inovatoare ecologice în toate segmentele transportului aerian civil, inclusiv în ceea ce privește aeronavele comerciale de mare capacitate, aeronavele de transport regional și elicoptere, în domeniul motoarelor aeroreactoare și al sistemelor ambarcate, precum și în ceea ce privește ciclul de viață al materialelor și reciclarea acestora.
Structura inițiativei este constituită pe 6 domenii tehnologice, denumite Demonstratori Tehnologici ITD (Integrated Technology Demonstrators), fiecare reprezentând una din ramurile tehnologice de bază ale industriei aeronautice civile. Dezvoltarea fiecărui IDT este condusă, în cooperare, de principalele companii din industria aeronautică Europeană.
Clean Sky a demonstrat beneficii clare în ceea ce privește accelerarea dezvoltării tehnologiei, iar aceste progrese tehnologice trebuie să fie integrate în următoarea generație de vehicule aeriene. În vederea integrării acestor demonstratoare tehnologice, obiectivele Clean Sky au fost revizuite și, de asemenea, prelungite până în 2020, pentru a le alinia cu actualul Program Cadru al Comisiei Europene – Orizont 2020 în cadrul căruia a fost lansat Programul JTI Clean Sky 2 (perioada 2014-2024). Astfel, JTI Clean Sky 2 înlocuiește întreprinderea comună Clean Sky înființată prin Regulamentul (CE) nr. 71/2008 și îi succede acesteia.
Participarea INCAS în JTI Clean Sky și JTI Clean Sky2
România este singura țară din Europa Centrală și de Est care participă, din anul 2008, ca membru asociat în Inițiativa Tehnologică Clean Sky, unde INCAS conduce un cluster format în parteneriat cu industria națională reprezentată de ROMAERO și Avioane Craiova.
De asemenea, începând din anul 2015, INCAS participă alături de IAR Brașov și ROMAERO, la Demonstratorul tehnologic Fast RotorCraft, una dintre platformele incluse în JTI Clean Sky 2.
În Clean Sky, precum și în Clean Sky 2, INCAS are o implicare foarte extinsă în două Demonstratoare Tehnologice majore, precum: Smart Fixed Wing Aircraft (SFWA) Aeronave cu Aripi Fixe Inteligente și în Green Regional Aircraft (GRA) Aeronave de transport regional de tip „green”.
Smart Fixed Wing Aircraft (SFWA)
SFWA are în vedere reducerea consumului de combustibil și, prin aceasta, emisiile de CO2 și Nox, cu 20%, prin utilizarea combinată a tehnologiilor de control activ și pasiv al curgerilor și sarcinilor structurale, precum și integrarea conceptelor inovatoare de ampenaje și sisteme de propulsie.
Dezvoltarea sectorului avioanelor civile de dimensiuni mari, având o capacitate de transport de cel puțin 150 pasageri, va fi abordată prin ITD-ul Smart Fixed Wing Aircraft – SFWA. O îmbunătațire considerabilă a performanțelor poate fi atinsă doar prin regândirea arhitecturii întregii aeronave și a componentelor sale, utilizând o abordare multidisciplinară. SFWA va integra concepte tehnologice inovatoare referitoare la o aripă activă, inteligentă, precum și concepte structurale inovatoare.
În SFWA, INCAS Cluster participă alături de industria europeană reprezentată de Airbus, SAAB și Dassault, precum și alături de cele mai mari centre de cercetare din Europa, reprezentate de DLR, ONERA și NLR.
INCAS are responsabilități importante într-un rol dublu. În activitățile cu TRL redus ( ≤ 4), INCAS este lider în integrarea tehnologiilor de control pentru SRA – Short Range Aircraft (Airbus) și pentru conceptul avioanelor private cu viteză redusă – Biz-jet (Dassault). Majoritatea activităților sunt legate de utilizarea Sufleriei Subsonice și Supersonice (despre care ați avut prilejul să citiți în ediția de februarie a revistei noastre) ca mediu relevant pentru demonstrarea conceptului.
INCAS are o pondere mare a activităților în toate domeniile din cele trei pachete de lucru din cadrul SFWA, respectiv în WP1 – Smart Wing Technology, WP2 – New Configuration și WP3 – Flight Demonstration. Interesul major a fost de a permite institutului participarea la activitățile cu TRL ridicat (4-7) până la validarea finală a tehnologiilor, în principal a demonstratorului BLADE în zbor.
Demonstratorul BLADE (Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator in Europe) reprezintă una dintre poveștile de succes din cadrul SFWA la care INCAS a contribuit.
Green Regional Aircraft (GRA)
Proiectul Green Regional Aircraft, în fapt un demostrator tehnologic numit ca atare – ITD –, face parte dintr-un program mai larg și reprezintă expresia interesului pentru o aeronavă care să îndeplinească optimal cerințele impuse de susținerea unui mediu ambiant cât mai aproape de idealul ecologic.
Programul are o durată planificată de șapte ani și va utiliza capacități publice și private în scopul dezvoltării și introducerii unor tehnologii avansate de transport regional. Ca parte în Demonstratorul Tehnologic GRA, INCAS participă la dezvoltarea configurațiilor aerodinamice cu zgomot redus pentru viitorul avion de transport regional, aflat în dezvoltare, în special cu privire la integrarea tehnologiilor pentru controlul zgomotului perceput la sol.
Teste realizate în cadrul INCAS – GRA
O importantă parte din testele efectuate în cadrul acestui proiect s-au realizat la tunelul aerodinamic subsonic al INCAS. S-au studiat parametrii aerodinamici ale diferitelor configurații de aripă. S-au testat caracteristicile și efectele diferitelor tipuri de flapsuri și borduri de atac, plecând de la două configurații de bază.
În principiu, au fost evaluate trei tipuri de borduri de atac și trei tipuri de flaps în diferite poziții. Pentru măsurătorile parametrilor s-au folosit matrici de senzori de presiune care au pus în evidență presiunile pe suprafața aripii și o balanță externă ce a permis măsurarea de forțe și momente.
O parte importantă a studiului au constituit-o testele acustice. Pentru această parte a campaniei experimentale s-au făcut două modernizări importante ale instalației. Prima constă în realizarea unui mecanism de poziționare ce permite fixarea aripilor din extremități. A doua modernizare a constat în instalarea de material fonoabsorbant în tunelul aerodinamic. Aceasta a dus la minimizarea zgomotului propriu al tunelului aerodinamic și, în acest fel, s-a extins gama de măsură a surselor de zgomot.
Folosind o tehnologie de ultima oră, bazată pe utilizarea unei matrici de microfoane, s-au pus în evidență sursele de zgomot produse de aripi și de elementele acestora (borduri de atac și flaps-uri) și s-a testat eficiența diferitor soluții de atenuare a acestora. Pentru a avea informații suplimentare privind sursele de zgomot, s-au montat microfoane miniaturale în flapsuri.
Analiza datelor experimentale a permis localizarea și caracterizarea principalelor surse de zgomot ceea ce permite optimizarea noilor tipuri de aeronave ecologice regionale.
Prin acest proiect, cu extensie în Clean Sky 2, INCAS este într-o poziție foarte bună pentru a face o strategie corectă și o planificare pe termen lung cu privire la un domeniu de înaltă tehnologie.
INCAS în Clean Sky 2
Fast RotorCraft – Fuselage Manufacturing for LifeRCraft Demonstrator
Participarea în Clean Sky a oferit oportunitatea INCAS-lui de a participa și la una dintre cele trei platforme inovatoare de aeronave demonstrative ale Clean Sky 2, alături de IAR Brașov și ROMAERO (Consorțiul României). Această participare va contribui la platforma Fast RotorCraft, în special la fabricarea fuselajului pentru Demonstratorul LifeRCraft.
Proiectul RoRCraft face parte din platforma Fast RotorCraft – Clean Sky 2, platformă formată din doi demonstratori, NextGenCTR tilt-rotor și LifeRCraft Compound Helicopter. Aceste două concepte de elicoptere de mare viteză au scopul de a oferi o productivitate superioară a vehiculului, precum și performanță.
RoRCraft are în vedere utilizarea capacităților unice existente la nivelul consorțiului pentru proiectarea, fabricarea și testarea fuselajului LifeRCraft, în scopul de a demonstra nivelul de maturitate al tehnologiiilor (TRL 6) folosind instrumente inovatoare, metode și procedee de fabricare. INCAS este implicat în 3 dintre cele 4 pachete de lucru (WP) din cadrul Proiectului RoRCraft, respectiv în: WP.0 Project Management, WP.1 Airframe Advanced Design, WP.3 Permit to Fly.
Clean Sky reprezintă cel mai semnificativ exemplu de integrare a capabilităților României în cercetarea, dezvoltarea și inovarea în domeniul aviației, precum utilizarea infrastructurii existente în cadrul INCAS (tunele aerodinamice, sisteme încercări mecano-climatice și simulatoare) pentru un nou sistem de transport aerian.
Clean Sky 2: de la tehnologie avansată către demonstratori la scară reală
Clean Sky 2 va permite o continuare firească a progreselor realizate în primul Program Clean Sky. Progresele din Clean Sky sunt legate, în special, de componente majore și sisteme de mari dimensiuni, iar acum este momentul oportun pentru trecerea lor în demonstratori care cuprind configurații inovatoare.
În plus, față de demonstratorii tehnologici existenți (DTI), Clean Sky 2 va introduce demonstratori pentru mai multe sisteme de aeronave. Îmbunătățirile tehnologice susținute prin Clean Sky 2 vor sprijini progrese inovatoare în următoarele generații de avioane.
În ceea ce privește demonstratorii, sunt incluse două tipuri de activități complementare pentru Clean Sky 2:
a). Trei demonstratori (platforme de demonstrație pentru aeronave inovatoare – Innovative Aircraft Demonstrator Platforms) aflați la un nivel superior de integrare a platformelor de aeronavă complete. Acestea vor efectua testarea finală a sistemului pentru toate segmentele (aeronave mari, aeronave de transport regional și elicoptere), la cel mai înalt nivel de cercetare.
b). Trei demonstratori tehnologici integrați transversali, axați pe corpul aeronavei, pe motoare și pe sisteme, inclusiv pe rularea pe pistă cu ajutorul tractoarelor electrice sau al dispozitivelor electrice integrate în aeronavă, precum și pe ciclul de viață durabil.
Programul se va baza pe caracteristicile de succes ale Clean Sky, precum abordarea de tip proiect, cu un număr relativ mic de demonstratori cu obiective clare și cu termene precise. Tranziția de la Clean Sky la CS2 va fi progresivă, asigurându-se continuitatea pe planul tehnic și pe cel al gestionării.
