지속 가능한 연료를 사용하여 프라하에서 진행 중인 시연 테스트는 현재 100% SAF로 운영하는 것을 목표로 하는 CVUT, GE 및 Avio Aero의 공동 팀에 초기 통찰력을 제공했습니다.
GE Aviation Turboprop과 프라하 CVUT의 체코 공과 대학이 광범위한 기술 협력 프로그램의 일환으로 Catalyst 엔진에 SAF(지속 가능한 항공 연료)를 사용하기 위한 데모 테스트 캠페인을 시작한 지난 XNUMX월 이후 두 달이 조금 넘었습니다. 회사와 체코 대학 사이.
SAF 구동 Catalyst를 사용한 테스트는 GE Aviation Turboprop 본사에서 매우 가까운 VZLU 테스트 센터의 방 중 한 곳에서 진행되었습니다. 이 같은 방은 2018년에 엔진의 고출력 테스트를 주최했습니다. 오늘날까지 3,000개의 조립된 엔진에 대한 17시간 이상의 테스트 작업에는 유럽에서 태어난 새로운 고급 터보프롭 엔진이 포함되었습니다.
Avio Aero의 엔진 시스템 수석 엔지니어인 Massimo Giambra는 "이 캠페인은 기존의 내구성 테스트와 다릅니다. “사실 우리는 전통적인 Jet-A 제트 연료를 사용한 테스트와 40% SAF 혼합물을 사용한 테스트를 번갈아 가며 했습니다. 우리는 지금까지 30시간의 엔진 활동을 축적했으며 그 중 10시간은 전적으로 SAF를 사용합니다. 엔진의 성능, 소비, 출력 및 일반적인 동작의 관점에서 우리는 만족한다고 말할 수 있습니다. 초기 결과에 따르면 Catalyst는 두 연료 모두에 대해 동일한 방식으로 반응하지만 여전히 분석을 심화하고 있습니다.”
시장에 완전히 새로운 터보프롭이 출시되지 않은 채 50년 이상 만에 개발된 완전히 새로운 엔진은 디자이너, 기술 전문가 및 엔지니어를 전례 없는 상황에 직면하게 합니다. 이것이 바로 Catalyst가 다른 터보프롭 엔진이 경험하지 못한 인증 및 개발 테스트를 받는 이유입니다.
이 경우 SAF를 사용한 시연은 두 연료 간의 엔진 배기 가스와 배기가스 연기를 비교하는 주요 목적을 가지고 있습니다. “목표는 연기 및 배출에 대한 인증이 아니었지만 ICAO 환경 지속 가능성 매개변수(UN 산하 국제민간항공기구(International Civil Aviation Organization) 부분, ed.)를 준수하는 활동을 수행하고 측정했습니다. 사실, 이 프로그램의 요구 사항 중 하나는 배기 가스와 연기의 감소입니다. Avio Aero의 연소 시스템 설계 컨설팅 엔지니어인 Fabio Turrini는 "지금까지 결과에 따르면 이러한 유형의 SAF를 사용하면 최대 부하에서 25%의 연기가 감소할 수 있음을 알 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.
이 50단계에서 Catalyst가 사용하는 SAF의 종류를 ATJ(Alcohol To Jet)라고 하며 에틸알코올을 연료로 재전환하는 과정을 거쳐 생산됩니다. 알코올은 사탕수수와 같은 다양한 재생 가능한 자원에서 지구상에서 추출할 수 있는 알코올입니다. , 바이오 매스 또는 폐기물. “처음에는 40% SAF 혼합에 도달하려고 했지만 항공유에 대한 국제 인증 표준을 충족하기 위해 결국 60% Jet-A가 포함된 ATJ XNUMX% '드롭인' SAF를 사용하기로 결정했습니다. GE Aviation Turboprop의 수석 프로젝트 관리자인 Martin Svoboda는 CVUT 대학의 동료 및 전문가 팀과 긴밀하게 엔진 테스트를 따랐습니다.
"우리는 2020년 초에 이 캠페인을 준비하고 있었는데 건강 위기가 우리 일정에 영향을 미쳤습니다."라고 Svoboda는 계속합니다. "이러한 테스트의 복잡성은 대체 연료를 찾는 데 오랜 시간이 걸렸기 때문에 여기 유럽에서 조달하는 것부터 시작됩니다. 많은 대형 제조업체는 실험 목적으로 혼합물을 만드는 데 관심이 없습니다. 그래서 우리는 작지만 진보된 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있는 노스캐롤라이나(미국)의 프로듀서입니다.”
그러한 물질을 다루는 것이 얼마나 섬세한지 상상하기 쉽습니다. 따라서 엔지니어링, 프로그램 관리, 연소 및 연료 전문가, 테스트 및 소싱 팀과 함께 프라하 사무소의 환경 보건 및 안전 부서도 활성화되었습니다. 전문 외부 공급업체로서 작업에는 "DYNO 테스트 셀"이라고 불리는 고급 테스트 셀의 파이프라인에서 두 가지 유형의 연료를 운송, 사용, 저장 및 순환하는 작업이 포함되었습니다.
“SAF를 사용한 성능 평가와 배출, 대기 오염 및 인간 건강에 대한 영향을 평가하려면 테스트를 철저히 준비, 설계 및 실행해야 합니다. 효과”라고 프라하 대학의 기계 공학 교수이자 레지던트 연금술사인 Michal Vojtisek은 말합니다. 연료, 연소 및 배기 가스 전문가인 Vojtisek 교수는 90년대 지상 차량의 배기 가스 측정 분야의 개척자 중 한 명으로 미국에서도 경험을 쌓았습니다.
“이 캠페인을 위한 계측 및 테스트 순서를 선택할 때 우리는 차량 테스트에 대한 경험과 항공 엔진 배기 가스 테스트의 최근 개발에 기반을 두고 있었습니다. CO2, 메탄 및 N2O와 같은 온실 가스를 포함한 다양한 오염 물질에 대한 배기 가스를 반응성 질소 종, 비휘발성 그을음의 농도, 입자의 크기 분포 및 총 비의 총 개수와 함께 디지털 방식으로 분석했습니다. 휘발성 입자”라고 Vojtisek 교수는 설명합니다. 그와 함께 기후 및 건강 영향 연구의 핵심인 분야를 전문으로 하는 헌신적인 훈련을 받은 XNUMX명의 CVUT 기술자 및 연구원으로 구성된 팀이 있습니다.
당연한 것처럼 보일 수 있지만 가스 흐름을 정확하게 필터링, 분석 및 측정할 수 있다는 것은 다소 복잡한 작업입니다. 테스트 룸의 배관 시스템에는 배기 파이프와 마찬가지로 센서가 장착되어 있습니다. “실에 있는 시스템은 비교적 짧은 시간에 특정 유형의 테스트에 적응할 수 있을 정도로 유연합니다. SAF를 조달하기가 상당히 어렵기 때문에 모든 것이 첫 실행부터 올바르게 작동해야 하므로 기회가 많지 않습니다. 이 테스트는 SAF를 기존 JET A-1 연료와 비교하여 가스 및 미립자 배출에 대한 현실적인 평가를 목표로 했습니다.”
다음 단계는 이제 새로운 엔진의 높은 운영 표준을 유지하면서 지속 가능한 솔루션을 연구하고 구현하는 공동 회사 및 대학 팀의 손이 닿는 곳에 있습니다. Svoboda는 “가능한 한 빨리 SAF를 100% 가동하는 것을 목표로 하고 있습니다. “이번에는 테스트 캠페인을 지원할 SAF 공급업체도 찾고 있습니다. 우리 Catalyst와 같은 유럽식이면 좋을 것입니다.”
텍스트: 야리 보발리노
사진: Jiří Ryszawy, 프라하 CTU
포스트 보다 지속 가능한 촉매 첫 번째 등장 항공우주 산업.
