Airbus informa: “I nuovi propulsion systems, tra cui l’open fan, potrebbero aumentare ulteriormente la fuel efficiency di un aeromobile di nuova generazione. Airbus e l’engine partner CFM International stanno testando un open fan demonstrator, parte del RISE program di CFM, per esplorarne il profilo aerodinamico, l’impronta acustica e la facilità di integrazione.
I next-generation aircraft propulsion systems svolgono un ruolo importante nell’ambizione dell’industria aeronautica di raggiungere zero emissioni nette entro il 2050. La open fan engine architecture è una di queste tecnologie promettenti. Combina il risparmio di carburante di un turboprop con le performance e la velocità di un turbofan. In vista dei real-world flight testing, Airbus e l’engine partner CFM stanno eseguendo wind tunnel tests su un open fan demonstrator per esaminarne le aerodynamic and acoustic performance”.
“La progettazione di un futuro aeromobile Airbus inizia con la riduzione del consumo di carburante. Un’aerodinamica migliorata apporta un contributo importante, ma anche il propulsion system può fare una differenza significativa. Il profilo aerodinamico, l’impatto acustico e la facilità di integrazione dell’open fan saranno tutti fattori decisivi quando arriverà il momento di scegliere tra questa tecnologia e la sua concorrente, l’ultra-high bypass turbo fan.
A tal fine, negli ultimi tre anni, CFM (una joint venture tra GE Aerospace e Safran Aircraft Engines), partner di Airbus, ha sviluppato un open fan demonstrator attraverso il suo RISE technology demonstration program, o Revolutionary Innovation for Sustainable Engines.
Gli obiettivi del RISE program includono la riduzione del consumo di carburante e delle emissioni di CO2 di oltre il 20% rispetto ai motori più efficienti oggi disponibili, nonché la verifica della compatibilità con fonti energetiche alternative, tra cui sustainable aviation fuels (SAF) and hydrogen. Il programma è supportato da finanziamenti dell’European Clean Aviation framework, dalla French Civil Aviation Authority (DGAC), CORAC, French Civil Aviation Council”, prosegue Airbus.
“Airbus ha collaborato con CFM per valutare il potenziale dell’open fan per l’utilizzo su un futuro aeromobile. Prima di iniziare i test di volo, la open fan architecture e la sua integrazione sull’aeromobile vengono sottoposte a wind tunnel testing. Questa fase di test utilizza due ‘minimum body models’: un 1:5,5 scale model for high-speed testing e un 1:7 model for low-speed testing.
Ogni modello viene testato sia singolarmente che con uno scale-model wing per valutare l’interazione tra i due. Per il low-speed model, i test vengono estesi a high-lift devices come flap e slat. I test si svolgono presso le gallerie del vento del French aerospace lab ONERA (high speed) e di DNW, Dutch-German facility situata nei Paesi Bassi (low speed). Entrambe producono dati estremamente accurati.
Gli high-speed tests sono stati condotti presso ONERA all’inizio del 2024. Hanno raccolto dati sperimentali, consentendo ai ricercatori di studiare gli effetti dell’installazione dei modelli e le propeller performance. Successivamente, da settembre a fine novembre 2024, sono stati condotti test che replicavano il decollo e l’atterraggio presso DNW. I test si sono concentrati sulle aero-acoustic performance dell’open fan e sull’interazione con high-lift devices.
Poiché gli open fan engines sono unducted (non hanno il cowling dei conventional jet engines), affrontare il rumore delle loro rotor blades più grandi richiede scelte progettuali innovative e nuove tecnologie a livello di motore e di aeromobile. Ciononostante, i motori devono comunque essere conformi agli acoustic regulatory and certification requirements”, continua Airbus.
“Dopo oltre 500 ore di test, questa ‘minimum body’ campaign sta volgendo al termine. Il passo successivo è valutare l’impatto di un open fan propulsion system sulle performance dell’aeromobile, utilizzando 1:11 (high speed) and 1:14 (low speed) full aircraft models. Questi modelli saranno testati nell’ONERA high-speed wind tunnel e nella Airbus low-speed facility in Filton, UK, nel 2026. La loro progettazione e produzione sono già in corso.
Gli open fan testing diventeranno una realtà full-scale entro la fine del decennio, quando un fully functioning engine sarà installato su un A380 flight test aircraft in volo da Tolosa, Francia. Il processo di modifica dell’aereo per ospitare il motore è già iniziato”, prosegue Airbus.
“I test in galleria del vento sono fondamentali per convalidare la simulazione e la modellazione digitale. Soffiando aria su modelli in scala, gli ingegneri osservano e misurano le forze come portanza e resistenza, nonché stability and control.
Questo aiuta a identificare potenziali difetti di progettazione e a ottimizzare la forma dell’aeromobile per migliorare le performance e la fuel efficiency, prima che un full-size, expensive prototype venga costruito. I wind tunnels simulano diverse condizioni di volo, contribuendo a garantire che l’aeromobile possa gestire diverse velocità, altitudini e persino condizioni meteorologiche avverse, garantendo in definitiva cieli più sicuri”, conclude Airbus.
(Ufficio Stampa Airbus – Photo Credits: Airbus)
