Airbus e Boeing stanno prendendo in considerazione i prossimi programmi per nuovi aeromobili e la competizione su chi produrrà quei motori si sta inasprendo.
CFM International, una joint venture 50/50 tra GE Aerospace e Safran Aircraft Engines con sede in Francia, ha scommesso molto su un design futuristico a ventola aperta che, a differenza dei motori convenzionali di oggi, non include un alloggiamento che circonda le pale della ventola.
La tecnologia a ventola aperta, che mira ad aumentare l’efficienza del carburante e quindi a ridurre le emissioni di carbonio e i costi, rimane lontana dalla realtà. Ma CFM ha detto questa settimana che sta facendo progressi.
Dall’altro lato della concorrenza, Pratt & Whitney continua a mantenere i suoi motori turbofan, aggiornando parti della stessa architettura del motore che alimenta gli odierni jet commerciali. Rick Deurloo, presidente dei motori commerciali di Pratt & Whitney, ha affermato che questa decisione la posiziona come produttore di motori a basso rischio in un momento in cui le compagnie aeree hanno bisogno di stabilità.
Deurloo ha detto ai giornalisti al Farnborough Airshow questa settimana che il prossimo nuovo aereo sarà anche un’opportunità per Pratt di tornare sugli aerei Boeing. I 737 Max della Boeing sono equipaggiati solo con motori CFM mentre i suoi motori 787 sono prodotti da GE Aerospace o Rolls-Royce.
Il prossimo lancio a fusoliera stretta da parte di Boeing o Airbus dovrà essere significativamente più efficiente degli aerei in costruzione oggi, poiché l’industria aerospaziale si trova ad affrontare un’incombente scadenza normativa per ridurre le emissioni e i vettori cercano di risparmiare carburante sugli aerei che utilizzeranno nei decenni a venire. Per raggiungere questi obiettivi, Boeing e Airbus stanno testando cambiamenti radicali nella progettazione, dai motori alle ali.
Guardando al futuro, i produttori spesso affermano che la disponibilità del motore è un “elemento acceleratore” o parte di una catena di fornitura complessa che può ostacolare le consegne.
Ciò è in parte dovuto al fatto che i produttori di motori stanno ancora affrontando le preoccupazioni relative ai loro portafogli esistenti.
CFM ha dichiarato ai giornalisti questa settimana di aver compiuto progressi significativi sul nuovo hardware per migliorare la durata del motore LEAP che alimenta l’A320 di Airbus e il 737 Max di Boeing.
Deurloo ha affermato che Pratt ha riparato quasi tutti gli Airbus A220 rimasti a terra a causa di problemi di corrosione e prevede di completare il lavoro quest’anno. La società sta inoltre facendo progressi nella riparazione dei motori che alimentano la famiglia di aerei A320 di Airbus, sebbene Deurloo non abbia fornito una tempistica per il completamento di tale lavoro. All’inizio di quest’anno, Airbus ha espresso disappunto quando Pratt ha speso molte risorse per riparare i motori schierati, influenzando la produzione di nuovi aerei da parte della compagnia aerea.
Lars Wagner, capo della divisione aerei commerciali di Airbus, è fiducioso che il produttore si stia avvicinando alla fine della sua saga di motori e ha detto ai giornalisti che entro il 2028 “tutti questi problemi ai motori saranno alle nostre spalle”.
Risolti i problemi di durabilità per LEAP
Dieci anni fa, il motore LEAP di CFM iniziò ad equipaggiare aerei a corridoio singolo, un aggiornamento rispetto al vecchio motore CFM56 dell’azienda. Oggi, i motori CFM56 e LEAP alimentano insieme tre quarti degli aerei a fusoliera stretta in servizio, ha affermato il presidente del CFM Gaël Méheust.
LEAP-1A serve gli aerei A320 di Airbus, mentre LEAP-1B alimenta il 737 Max di Boeing e il COMAC C919 della cinese LEAP-1C.
Lo scorso anno CFM ha consegnato 1.800 motori LEAP, un aumento del 25% rispetto all’anno precedente e un tasso di produzione record. Quest’anno, l’azienda prevede di ripetere nuovamente il record, consegnando nel 2026 il 15% di motori in più rispetto all’anno precedente.
Con l’enorme domanda da parte dei produttori di aeromobili, “batteremo tali record fino alla fine del decennio”, ha affermato Méheust.
Naturalmente, avere questo interesse è positivo, ha continuato Méheust, ma “era quasi impossibile prepararsi per una domanda così travolgente per i nostri prodotti”.
Méheust ha affermato che CFM è “al passo” con i produttori di aeromobili che cercano di aumentare i tassi di produzione, compreso lo sforzo continuo di Boeing per aumentare le introduzioni mensili di Max, da 47 a 52 o più, e l’obiettivo di Airbus di produrre 75 aeromobili della famiglia A320 al mese.
Il cliente desidera inoltre che CFM aumenti il ”tempo di volo” del LEAP, ovvero la quantità di tempo in cui può volare prima di aver bisogno di manutenzione o sostituzione. Il produttore di motori ha progettato due soluzioni e ha fatto progressi nel portare la correzione al motore LEAP-1A per Airbus. Ma è di gran lunga inferiore al LEAP-1B della Boeing.
Il primo problema riguarda la turbina ad alta pressione del motore, una parte critica del motore che estrae potenza dai gas di scarico e sopporta alcune delle temperature più estreme di qualsiasi componente del motore. Nelle aree calde e secche come il Medio Oriente e l’India, la polvere può penetrare all’interno del motore e danneggiare lentamente il rivestimento protettivo, rendendo vulnerabile la turbina.
CFM ha progettato una soluzione hardware, chiamata “kit di resistenza”, per ridurre i danni e l’ha introdotta sul motore LEAP-1A lo scorso anno. Attualmente è installato sul 40% della flotta Airbus LEAP-1A.
Nel corso della conferenza stampa, CFM ha annunciato di aver ottenuto la certificazione per una soluzione simile sul suo motore LEAP-1B e prevede di integrarla nei nuovi motori entro il 2027.
Ciò segna una “pietra miliare importante per il programma Max”, ha detto ai giornalisti Tom Levin, vicepresidente dei programmi commerciali di GE.
Separatamente, CFM ha introdotto un “sistema di scarico posteriore” o un sistema di raffreddamento del motore, come affermato da Levin.
Questo sistema si accende automaticamente quando il motore viene spento e raffredda gli iniettori di carburante per prevenire l’accumulo di carbonio. Questo sistema è stato installato sul 70% della flotta Airbus; Una soluzione simile è prevista per il jet Max di Boeing quest’anno.
RISE sta per decollare per i test
Guardando al futuro, CFM ha dichiarato questa settimana che sta facendo progressi sul motore RISE a ventola aperta, un progetto volto a creare un motore più efficiente nei consumi.
I motori odierni includono una copertura attorno al rotore, chiamata gondola. La ventola RISE non funziona, facendo girare rapidamente le pale. CFM è passato al nuovo design perché c’era un limite al risparmio di carburante dei motori con collettore convenzionali.
Per rendere i motori intubati più efficienti nei consumi, i produttori di motori hanno aumentato le dimensioni della girante e quindi le dimensioni dell’involucro attorno ad essa. Ma l’aumento delle dimensioni e del peso porta a una maggiore resistenza aerodinamica, senza alcun risparmio di carburante.
CFM afferma che il motore RISE può far risparmiare il 20% in più di carburante rispetto ai tipi di ventilatori attualmente utilizzati.
Il programma – che sta per Revolutionary Innovation for Sustainable Propulsion – è ancora lontano dall’uso commerciale, ma CFM ha detto ai giornalisti in una conferenza stampa questa settimana che è sulla buona strada per iniziare i test di volo del design a ventola aperta entro questo decennio.
Ha effettuato circa 500 campagne di test su tutti gli aspetti del programma RISE, che comprende una serie di tecnologie, tra cui il concetto di ventola aperta, modifiche al compressore e alla camera di combustione del motore per migliorare l’efficienza termica e la durata e il sistema elettrico ibrido.
Ha già deciso la progettazione per alcuni di questi aspetti, il che significa che è pronta per iniziare a produrre parti per i test.
CFM sta collaborando con Airbus su un volo dimostrativo in scala reale, creando un modello dell’A380 di Airbus, l’iconico aereo di linea a due piani della compagnia aerea che non è più in produzione. Il test, presso la struttura di prova di volo di Airbus a Tolosa, in Francia, si concentrerà sul design della ventola aperta.
CFM e Airbus stanno collaborando con l’Autorità per l’aviazione civile di Singapore per testare l’impatto della tecnologia RISE e dei ventilatori aperti sulle operazioni aeroportuali.
All’air show, GE ha promosso un altro aspetto del programma RISE, annunciando di aver fatto volare un dimostratore ibrido elettrico a 30.000 piedi, avvicinando la tecnologia al servizio commerciale. Per quel progetto, ha collaborato con la NASA, la controllata Boeing Aurora Flight Sciences e la startup Beta Technologies, che sta sviluppando un velivolo elettrico a decollo e atterraggio verticale.
CFM spera che il suo motore RISE possa essere lanciato nella seconda metà degli anni ’30.
Ma Arjan Hegeman, vicepresidente di GE per il futuro dell’ingegneria di volo, afferma che la tempistica dipende dai produttori di aeromobili, che devono progettare nuovi aerei per i nuovi motori. Il ruolo di GE, ha affermato, è quello di “preparare le tecnologie ed essere pronta a partire quando i produttori di aerei lanceranno un programma”.
Stephanie Pope, CEO di Boeing Commercial Airplanes, ha dichiarato in un’intervista alla pubblicazione aeronautica Leeham News and Analysis questo mese che è “troppo presto per prendere una posizione” sull’eventuale utilizzo della tecnologia a ventola aperta sul suo prossimo aereo. Ma Pope ha detto che la Boeing è “interessata e curiosa” riguardo alla tecnologia.
Separatamente, Hegeman ha anche detto ai giornalisti che la tecnologia RISE a ventola aperta potrebbe risolvere i problemi di durabilità che preoccupano gli operatori dei motori LEAP. Poiché non ci sono condotti attorno alla ventola, è più probabile che la polvere voli attorno al motore invece di essere risucchiata all’interno.
Pratt lanciava in modo coerente
Mentre CFM ha presentato il suo design a ventola aperta all’air show di questa settimana, il concorrente Pratt & Whitney ha preso la direzione opposta.
Pratt, una filiale di RTX Corporation, ha preso in considerazione la tecnologia a ventola aperta ma ha deciso di attenersi al design esistente del turbofan direzionale, ha detto Deurloo ai giornalisti durante l’air show.
“Ci piace l’architettura. Ci piace ciò che stiamo imparando al riguardo e ci consideriamo una soluzione di nuova generazione a basso rischio”, ha affermato Deurloo.
Mentre Airbus ha annunciato pubblicamente la sua ambizione di introdurre il suo prossimo nuovo aereo entro il 2030, Deurloo ha affermato di non pensare che un nuovo aereo di nessuno dei due produttori verrà lanciato prima del 2040.
Non vede alcuna urgenza per la prossima grande novità da parte dei clienti delle compagnie aeree, che sono ancora scossi dalle interruzioni della catena di approvvigionamento causate dal COVID-19 e, più recentemente, dall’aumento dei prezzi del carburante durante la guerra con l’Iran. Entrambi i produttori hanno un portafoglio ordini di migliaia di aerei, che rappresentano anni di impegno produttivo.
“Il nostro settore ha bisogno di stabilità”, ha affermato Deurloo. “Ciò aumenterà parte dei tempi.”