Küresel havacılık sektörü, karbon ayak izini küçültmek ve operasyonel verimliliği artırmak amacıyla elektrifikasyon yatırımlarına hız verirken, Almanya merkezli Fraunhofer Entegre Sistemler ve Cihaz Teknolojisi Enstitüsü'nden (IISB) sektörel dönüşümü hızlandıracak stratejik bir Ar-Ge hamlesi geldi. Enstitü, küçük yolcu uçaklarında kullanılan geleneksel turboprop motorlara eşdeğer güç üretebilen, ancak onlardan çok daha hafif ve tamamen elektrikle çalışan yeni nesil bir motor geliştirdiğini açıkladı.
SEKTÖR STANDARTLARINI AŞAN 'GÜÇ-AĞIRLIK' ORANI
Havacılık endüstrisinde uçağa eklenen her bir kilogram, doğrudan menzil kaybı ve artan enerji maliyeti anlamına geliyor. Bu nedenle ticari uçakların elektrifikasyonundaki en kritik metrik ‘güç-ağırlık’ oranı olarak kabul ediliyor.
Standart elektrikli araç (EV) motorları kilogram başına 2-4 kW, gelişmiş havacılık motorları ise 5-6 kW güç üretirken; Fraunhofer’in geliştirdiği yeni motor kilogram başına 8 kW gibi rekor bir güç oranına ulaşıyor. 1.000 beygir gücüne (750 kW) sahip olan motorun toplam ağırlığı ise sadece 94 kilogram.
MÜHENDİSLİK İNOVASYONUNUN ÜÇ TEMEL TAŞI
Motorun bu olağanüstü kompakt yapısı ve yüksek performansı, geleneksel üretim yöntemleri yerine tercih edilen üç yenilikçi mühendislik çözümüne dayanıyor:
Saç tokası (Hairpin) sargıları: Klasik bakır tel sarımı yerine 4x3 fazlı ‘saç tokası’ sargıları kullanılarak aynı hacme çok daha fazla bakır sığdırıldı. Bu sayede motorun akım taşıma kapasitesi artırılırken, mekanik dayanıklılığı da maksimize edildi.
Doğrudan yağ soğutma sistemi: Havacılıkta kritik olan ısı yönetimi, hava yerine yağın doğrudan sisteme püskürtülmesiyle çözüldü. Isının hızla uzaklaştırılması, motorun aşırı ısınmadan sürekli yüksek performans göstermesini ve boyutlarının küçültülmesini sağladı.
Ultra ince çelik kullanımı: Motor üretiminde, standart kalınlığın yarısı ölçüsünde olan 0,15 milimetrelik ultra ince NO15 çelik kullanıldı. Bu hamle, girdap akımlarını minimize ederek ısı üretimini düşürdü ve dakikada 21.000 devir (rpm) hızlara ulaşabilen motorun enerji verimliliğini artırdı.
UÇUŞ GÜVENLİĞİNDE 'BAĞIMSIZ BÖLÜM' STRATEJİSİ
Ticari havacılığın en katı kurallarından biri olan uçuş güvenliği, yeni motorun tasarımında ‘arıza toleransı’ konseptiyle güvence altına alındı. Sistem, en az dört bağımsız bölümden oluşacak şekilde tasarlandı. Her bölümün kendi sargısı, invertörü ve kontrol mekanizması bulunuyor. Havadayken bölümlerden birinde teknik bir arıza yaşansa dahi, motor diğer bağımsız bölümleri sayesinde çalışmaya devam ederek uçuş güvenliğini tehlikeye atmıyor.
AB'NİN 'TEMİZ HAVACILIK' VİZYONUNA ENTEGRASYON
Bu yenilikçi donanım, Avrupa Birliği'nin havacılıktan kaynaklanan karbon emisyonlarını yüzde 30 oranında azaltmayı hedefleyen AMBER Projesi fonlarıyla hayata geçirildi. Projenin genel mimarisinde, hidrojen yakıt hücrelerinden elde edilen elektrik enerjisi pervanelerdeki bu yeni nesil motorları çalıştıracak. Hibrit sistemin, turboprop motorlarla da entegre çalışabilmesi, havacılık şirketlerine ‘daha temiz, daha sessiz ve yüksek yakıt verimliliğine sahip’ yeni bir ticari filo konsepti sunuyor.
