Due anni dopo aver svelato uno dei programmi dimostrativi tecnologici più completi del settore aeronautico per un futuro del volo più sostenibile, CFM International ha completato più di 100 test come parte del suo programma tecnologico Revolutionary Innovation for Sustainable Engines (RISE).
Attraverso il RISE program, CFM sta promuovendo una suite di tecnologie pionieristiche, tra cui open fan, compact core, advanced combustion technology, thermal management, hybrid electric systems, compatibili con 100% SAF. Inoltre, sono in fase di maturazione anche nuove tecnologie per testare la combustione diretta dell’idrogeno.
I test effettuati fino ad oggi hanno contribuito a convalidare la nuova open fan architecture per una maggiore efficienza propulsiva, con i primi test che mostrano prestazioni a livello di rumore positive. Il programma CFM RISE mira a migliorare la fuel efficiency di oltre il 20%, con emissioni di CO2 inferiori del 20% rispetto ai motori più efficienti attualmente in servizio. Le tecnologie sono inoltre in fase di convalida per soddisfare i più severi non-CO2 and noise emission requirements.
“Il programma RISE è stato lanciato come la manifestazione assoluta del nostro profondo impegno a spingere i confini dell’innovazione e fornire le tecnologie rivoluzionarie che ci aiuteranno a raggiungere i nostri obiettivi di sostenibilità più ambiziosi a sostegno della promessa del settore di net zero entro il 2050”, ha affermato Gaël Méheust, presidente e CEO di CFM International. “Il nostro team globale di ingegneri ha realizzato cose straordinarie e sono più convinto che mai che il nostro programma RISE fornirà le tecnologie di propulsione che stabiliranno standard ancora più elevati per il nostro settore”.
Come risultato dei progressi dei test, CFM è sulla buona strada per i test a terra e in volo a metà di questo decennio. Per testare l’airframe integration dell’open fan architecture, erano stati precedentemente annunciati piani con Airbus per una dimostrazione della open fan flight technology a metà degli anni ’20.
“Da quando abbiamo lanciato il programma RISE, abbiamo compiuto progressi significativi per convalidare la revisione del progetto concettuale e avviare l’industrializzazione delle prime parti del dimostratore. Siamo sulla buona strada per i test a terra e in volo intorno alla metà del decennio, con un piano di test approfondito che include quest’anno l’open fan aeroacoustics modeling. Il programma RISE è una grande opportunità per i nostri ingegneri di svolgere un ruolo chiave nella costruzione di un’industria aeronautica più sostenibile”, ha dichiarato Michel Brioude, Vice President Engineering and R&T, Safran Aircraft Engines.
Le società madri di CFM, GE Aerospace e Safran Aircraft Engines, hanno più di 1.000 ingegneri in tutto il mondo che supportano lo sviluppo delle tecnologie del programma RISE.
“L’industria non può raggiungere la sua ambizione net zero entro il 2050 con miglioramenti incrementali dello status quo nella fuel efficiency. Servono tecnologie rivoluzionarie. Ecco perché crediamo che sia giunto il momento per l’open fan, un’architettura del motore avanzata che potrebbe sbloccare il più grande salto generazionale nell’engine efficiency che CFM abbia mai raggiunto. Ciò è supportato dalla nostra roadmap di test più completa per dimostrare e maturare queste tecnologie per il futuro del volo”, ha affermato Mohamed Ali, vice president of engineering for GE Aerospace.
GE Aerospace esegue una delle più grandi supercomputer simulations al mondo per testare la nuova open fan engine architecture
Per supportare lo sviluppo di una nuova e rivoluzionaria open fan engine architecture per il futuro del volo, GE Aerospace ha eseguito simulazioni utilizzando il supercomputer più veloce del mondo, in grado di elaborare dati oltre la velocità exascale, o più di un quintilione di calcoli al secondo.
Per modellare le prestazioni del motore e i livelli di rumore, GE Aerospace ha creato un software in grado di funzionare su Frontier, un supercomputer recentemente commissionato presso l’U.S. Department of Energy’s (DOE) Oak Ridge National Laboratory, con una potenza di elaborazione di circa 37.000 GPU. Per fare un confronto, la velocità di elaborazione di Frontier è così potente che ogni persona sulla Terra impiegherebbe più di quattro anni messi insieme per fare ciò che il supercomputer può fare in un secondo.
Abbinando il GE Aerospace computational fluid dynamics software a Frontier, GE è stata in grado di simulare il movimento dell’aria di un full-scale open fan design con dettagli incredibili.
“Lo sviluppo di nuovi motori aeronautici rivoluzionari richiede capacità tecniche rivoluzionarie. Con il supercalcolo, gli ingegneri di GE Aerospace stanno ridefinendo il futuro del volo e risolvendo problemi che in precedenza sarebbero stati impossibili”, ha dichiarato Mohamed Ali, vice president and general manager of engineering for GE Aerospace. “Insieme al Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e all’Oak Ridge National Laboratory, stiamo dimostrando che il supercalcolo è uno strumento rivoluzionario per la progettazione di motori aeronautici, per un cambiamento epocale nella fuel efficiency, fondamentale per aiutare l’industria aeronautica verso il suo obiettivo di zero emissioni nette di CO2 entro il 2050”.
GE Aerospace e Safran Aircraft Engines hanno presentato nel 2021 il programma CFM RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines), che include lo sviluppo di nuove architetture motori avanzate come l’open fan, insieme a advanced thermal management, combustion, and hybrid electric capabilities. L’obiettivo del programma RISE è sviluppare tecnologie che consentano a un motore del futuro di ridurre di almeno il 20% il consumo di carburante e raggiungere il 20% in meno di emissioni di CO2 rispetto ai motori più efficienti di oggi.
Attraverso il programma RISE, CFM International continua a maturare l’open fan engine architecture, che rimuove la nacelle per una maggiore efficienza propulsiva,. L’utilizzo da parte di GE Aerospace della potenza del supercalcolo e degli strumenti software sta aiutando gli ingegneri a comprendere l’aerodinamica e la fisica acustica dell’open fan in modi nuovi. Ad esempio, Frontier sblocca la capacità di valutare meglio le nuove tecnologie dei motori su flight scale nella fase di progettazione. Di conseguenza, GE può migliorare i progetti dell’hardware di test e ottimizzare meglio le performance del motore e l’airframe integration.
“Il lavoro di GE Aerospace illustra una delle caratteristiche principali del calcolo exascale: la capacità di comprendere quantitativamente la natura nella sua piena complessità”, ha affermato Bronson Messer, direttore scientifico dell’Oak Ridge Leadership Computing Facility dell’ORNL, che ospita Frontier. “Come ogni strumento scientifico unico, la realizzazione di questa promessa richiede esperti dedicati come il team GE Aerospace e lo staff OLCF per trasformare le idee in intuizioni. Questo risultato è un tour de force della scienza computazionale, reso possibile da collaborazioni come questa e dalle capacità uniche di Frontier”.
(Ufficio Stampa CFM International – GE Aerospace – Photo Credits: CFM International)
