Prova di un'ora: il motore GT50 raggiunge il regime stazionario

Un Quadro di Salute Perfetto Dopo il Primo Avviamento

Il primissimo intervento dopo l'avviamento iniziale del GT50 è stato ispezionare il motore e verificare che nessun componente avesse subito danni e che tutto si fosse comportato esattamente come previsto.

Abbiamo smontato il collettore del carburante e ispezionato ogni iniettore e ogni turbinetta.** Poi, sfruttando gli accessi che avevamo predisposto, **siamo entrati nel cuore del motore con un boroscopio lungo il liner di combustione, attraverso il giunto tra il liner e la paletta direttrice, dall'uscita posteriore del motore per esaminare le pale della turbina frontalmente, fino al compressore.

Il verdetto? Nessuna traccia di sfregamenti, nessuna perdita di integrità in alcun componente e nessun comportamento anomalo. Ha eseguito esattamente come speravamo.

Venti cicli di prova in un mese

Con il motore confermato in buone condizioni, la fase successiva è stata quella di installare nuove apparecchiature sul banco prova, completare i test funzionali e poi iniziare a spingere il motore verso parametri di progetto più veloci, più caldi e a maggiore potenza, eseguendo cicli di funzionamento più prolungati per espandere in modo molto graduale, metodico e attento l'inviluppo operativo e accumulare esperienza sul motore.

Dopo circa venti cicli di prova, molti piccoli cambiamenti incrementali si sono sommati, traducendosi in un progresso concreto.

All'interno della cella di prova aggiornata

Il contenimento prima di tutto

Prima di qualsiasi operazione ad alta velocità, i sistemi di sicurezza hanno la priorità. Una struttura di contenimento per il distacco delle pale viene ora posizionata sopra il motore durante i primi test ad alta velocità, progettata per contenere in sicurezza l'espulsione delle pale mentre arrestiamo il motore. Per le future prove a temperature e velocità più elevate, verrà costruita una struttura in calcestruzzo attorno all'esterno del contenitore, in grado di contenere l'esplosione del disco — sostanzialmente un evento catastrofico totale all'interno del motore. Per le prossime prove, il contenimento per il distacco delle pale è tutto ciò di cui abbiamo bisogno.

150 sensori, completamente calibrati e in registrazione

Il cambiamento visivo più significativo al motore stesso è che tutti i 150 sensori sono ora completamente collegati, calibrati e instradati in modo ordinato verso i sistemi di acquisizione dati. Ciò significa che possiamo monitorare ogni singolo dettaglio del motore in tempo reale durante i test.

Cosa altrettanto importante, registriamo tutto. Una volta completato un punto di test, possiamo andare offline e confrontare ogni singolo aspetto delle prestazioni del motore con quanto progettato e previsto, individuando ogni minima variazione che richieda regolazioni, messa a punto o una configurazione migliore, prima di passare a test più rapidi, a temperature più elevate e più severi, che mettono davvero alla prova il motore.

Sistemi del carburante e di lubrificazione, esterni al motore

Continuiamo a utilizzare un supporto esterno per i sistemi del carburante e di lubrificazione, così da poterli ottimizzare alla perfezione prima di installare i nostri accessori sulla parte anteriore del motore. Il banco di lubrificazione ci offre il controllo indipendente di ogni mandata in pressione, di ogni linea di recupero e della rapidità con cui l'olio di ritorno scambia calore nel serbatoio, consentendoci di affinare le portate di erogazione e di recupero. In questo modo possiamo ridurre al minimo le dimensioni e il peso della pompa ausiliaria che verrà montata di serie sul GT50, semplicemente regolando la larghezza frontale delle sue pompe a ingranaggi.

All'esterno del container, ora possiamo rifornire di carburante il motore in funzione e modificare i parametri di lubrificazione e di recupero nel bel mezzo di una prova, direttamente da banchi di controllo esterni. Un serbatoio del carburante molto più capiente, alimentato dal nostro serbatoio di riserva dall'altra parte del piazzale, ci prepara per le lunghe sessioni di prova ormai imminenti — e una nuova tettoia offre riparo al team per i test nei mesi più freddi.

Ogni angolazione sotto controllo

All'interno del container, videocamere in tutti e quattro gli angoli ci forniscono una registrazione video completa del motore da ogni angolazione durante ciascun test. Una termocamera puntata sul motore ci consente di calibrare le temperature di tutte le superfici circostanti — e di individuare eventuali perdite di gas dalle flange o in qualsiasi altro punto del motore nel momento stesso in cui si manifestano.

Ottenere l'accensione perfetta

Le prestazioni di accensione sono state un altro punto focale dei recenti test. Il GT50 è dotato di due accenditori nei quadranti inferiori, con molteplici posizioni predisposte e la possibilità di posizionarli più all'interno o più all'esterno del motore.

Finora, le prestazioni di accensione sono state dominate dalla dinamica del sistema di alimentazione: come si adescano e si spurgano le linee e come si mantengono gli ugelli di iniezione in condizioni ottimali durante ogni test, per ottenere un'accensione fluida e uniforme sull'intero motore. Gran parte del tempo impiegato in questi test iniziali è stata dedicata a perfezionare esattamente questo aspetto: mantenere le temperature basse durante l'avviamento e garantire un'accelerazione costante nelle prime fasi di accensione e di aumento del regime.

Bilanciamento del sistema di lubrificazione

L'altra area critica è stata il sistema di lubrificazione: impostare e bilanciare correttamente ciascuno dei flussi. Man mano che procediamo con sessioni di funzionamento più prolungate e spingiamo il motore un po' più a fondo, ci assicuriamo che raggiunga un adeguato equilibrio termico, con le dinamiche di flusso configurate per estrarre il calore necessario dai cuscinetti e dal nucleo del motore, mantenere l'olio nel serbatoio a una temperatura ragionevole e garantire il corretto funzionamento sia delle pompe di pressione che di quelle di recupero.

Il Ciclo di un'Ora

Oggi è stata una giornata di prime volte per il programma: far funzionare il motore con tutti questi sistemi collaudati, per un tempo molto più lungo.

In mattinata, abbiamo fatto girare il motore per oltre un'ora, portandolo alle condizioni operative di regime stazionario:

• Temperature di lubrificazione stabili
• Scavenge stabile
• Temperature dei cuscinetti stabili
• Temperature uniformi in uscita dalla camera di combustione

Nel pomeriggio siamo andati di nuovo, un secondo ciclo della durata di un'ora, questa volta con lo scarico conico montato sul retro del motore, che stabilizza correttamente le pressioni in tutto il motore. Il risultato? Temperature dei cuscinetti stabili, temperature di combustione stabili, alimentazioni e pressioni dell'olio stabili. Il motore ha girato in modo davvero, davvero fluido, funzionando alla perfezione.

Il percorso da qui è chiaro. Accumuleremo altre ore di funzionamento sul motore, acquisiremo maggiore esperienza, perfezioneremo alcune delle temperature di lubrificazione e poi passeremo all'espansione dell'inviluppo di volo, spingendo il GT50 più forte, più veloce e a temperature più elevate rispetto all'intero set di condizioni al contorno di pressione.