Přelomový motor Catalyst, jehož vývoj probíhá v pražských Letňanech, bude pohánět drony určené pro obranu zemí Evropské unie. Vítězství v tendru si zajistil vysokým výkonem i v několikakilometrových výškách a nízkou spotřebou paliva. Paralelní, s motorem Catalyst související výzkum zajišťuje univerzita ČVUT, která za tímto účelem vybudovala zkušebny, jež obstojí v nejpřísnější světové konkurenci. V úzké spolupráci s GE Aviation se chystá také na výzkum udržitelného paliva, které má letecký průmysl přiblížit ke splnění cílů v oblasti udržitelnosti.
Podle ředitele české divize GE Aviation Milana Šlapáka je technické vybavení zkušeben, které ČVUT vybudovalo v Hradci Králové, ve světě absolutní špičkou. Letecký a vesmírný průmysl tak představuje pro českou ekonomiku významnou příležitost vybudovat vedle automobilového průmyslu další silné odvětví, navíc s velkým podílem know‑how.
„Catalyst je prvním turbovrtulovým motorem zcela nové konstrukce, který vznikl na území Evropské unie a který po více než padesáti letech vstupuje do segmentu obchodního a všeobecného letectví,“ říká Milan Šlapák, ředitel české divize GE Aviation.
Díky vysokému celkovému tlakovému poměru 16 : 1 spotřebuje až o 20 procent méně paliva, a tudíž vyprodukuje až o 20 procent méně emisí uhlíku. Zároveň nabízí o deset procent vyšší cestovní výkon ve srovnání s konkurencí ve stejné výkonnostní třídě. Jeho vývoj běžel od konce roku 2015 a podíleli se na něm inženýři z české, italské a polské divize GE Aviation. Motor, do jehož vývoje firma investovala okolo jedenácti miliard korun, se již brzy dostane do sériové výroby.
Motor pro soukromý tryskáč
Prvním zájemcem o nový Catalyst je americká společnost Textron Aviation, která ho nasadí na svůj civilní letoun Beechcraft Denali. „Již v červenci přiletí první stroj vybavený naším motorem na největší leteckou přehlídku Oshkosh Air Show, která se každoročně koná v americkém Wisconsinu. Jde o civilní letadlo s klasickou sedmimístnou konfigurací. Vzhled kokpitu a kabiny pro cestující odpovídá privátnímu tryskáči, jediný rozdíl je, že je to jednomotorový letoun a je turbovrtulový,“ říká Milan Šlapák. Podle něho by měl stroj získat certifikaci během příštího roku, poté se rozjede jeho výroba.
Druhou možností, kde bude možné se s novým motorem setkat, je devatenáctimístný dvoumotorový vrtulový letoun L410 či jeho modernizovaná verze L410NG, jež se také vyrábí v Praze a slouží především pro lokální dopravu. „Vhodný je na trasy, které se nevyplatí obsluhovat velkými komerčními letadly. Typickým příkladem jsou spojení mezi malými ostrůvky v Indonésii či obtížně dostupné oblasti Afriky, Jižní Ameriky nebo Himálaje,“ uvádí Šlapák.
První evropský obranný dron
Ačkoliv první objednávka přišla z komerčního segmentu, motor nabízí i jiné než civilní uplatnění. Na jaře vyšel vítězně z tendru na dodavatele pohonu pro první evropský vojenský dron, který je společným projektem Německa, Francie, Itálie a Španělska. Tendr vypsala společnost Airbus Defense and Space a zvítězilo v něm italské Avio Aero spolu s českou odnoží GE Aviation. Pod názvem Eurodron bude zajišťovat obranné účely Evropské unie včetně průzkumných misí či hlídání hranic.
Kvůli restrikcím vyhlášeným vůči Rusku přišla firma o část zákazníků, aktuální situace a rostoucí zájem evropských států o modernizaci vlastního obranného průmyslu však dávají tušit, že poptávka může přijít odjinud. „Pozornost Evropské unie nyní směřuje k posílení její obranyschopnosti. Jednotlivé státy hlásí svůj záměr pořídit nová letadla, budou vznikat další programy a Eurodron je jedním z příkladů,“ říká Šlapák.
Catalyst je první moderní turbovrtulový motor firmy GE Aviation se systémem plně autorizovaného digitálního řízení (FADEC – Full Authority Digital Engine Control) s výkonem v rozmezí 850 až 1600 koní. Přináší zásadní změnu výkonnosti společně s jednopákovým ovládaním výkonu motoru a vrtule jako u proudových letadel.
Je také prvním turbovrtulovým motorem v historii letectví, který je vyroben s využitím 3D tištěných komponentů. Motor má ve své kategorii vynikající kompresní poměr 16 : 1, díky čemuž má až o 20 procent nižší spotřebu paliva i produkci emisí CO2 a o deset procent vyšší cestovní výkon ve srovnání s konkurencí ve stejné velikostní třídě.
Díky nižší spotřebě a vyššímu výkonu motoru bude znamenat provoz Eurodronu nejen menší ekologickou zátěž, ale především delší výdrž ve vzduchu. U typického dronu by se mise ve vzduchu mohla prodloužit až o tři hodiny, nebo by dron mohl nést vyšší zátěž, což může hrát v obranných misích rozhodující roli.
„Oproti modelu určenému pro civilní letadla dojde k určitému redesignu. Poté, co zákazník definuje své požadavky, ujmou se práce naši inženýři a současnou podobu Catalystu upraví potřebným způsobem. Určitá část výroby pak poběží také v Česku, abychom dosáhli synergických efektů. Jednak zde máme některé subdodavatele a také je zde umístěn tým specializovaný na testování a certifikaci turbovrtulových motorů,“ vysvětluje Milan Šlapák.
Udržitelné palivo z kuchyňských tuků
Vývoj nového leteckého motoru není jedinou revoluční novinkou, které se česká divize GE Aviation věnuje. Velkou pozornost hodlá věnovat také udržitelnému leteckému palivu. To vzniká stoprocentně synteticky a na rozdíl od dnes běžného leteckého benzinu nemá fosilní původ.
„Vývoj skutečně nového letounu a jeho motoru, včetně nutných revolučních technologií, který přináší radikální generační změnu, trvá deset až patnáct let. Věřím, že zavedení masovější spotřeby udržitelného leteckého paliva si vyžádá kratší dobu. Letecký průmysl se zavázal být do roku 2050 uhlíkově neutrální. Jsem přesvědčen, že úspornější a výkonnější motor v kombinaci se syntetickým palivem je cestou k dosažení tohoto cíle,“ říká Milan Šlapák.
Výzkum poběží ve spolupráci s ČVUT, se kterým výrobce podepsal další smlouvu o spolupráci. Motor Catalyst již prošel testováním na tomto udržitelném palivu, a to v poměru 40 procent syntetické palivo SAF (Sustainable Aviation Fuels) a 60 procent klasické letecké palivo. „První analýzy jsou velmi povzbudivé, při tomto mixu jsme dosáhli 25procentního snížení pevných částic ve zplodinách. Do konce roku plánujeme další testy s využitím stoprocentně udržitelného paliva. Věříme, že emise lze takto snížit až o devadesát procent s ohledem na celkový výrobní a provozní cyklus,“ konstatuje Šlapák.
Ačkoliv se palivo SAF jeví jako ideální a ověřenou cestou k dosažení cíle leteckého průmyslu být do roku 2050 uhlíkově neutrální, naráží na řadu překážek. Tou hlavní je nedostatek samotného paliva. Jeho cena je proto vysoká, zhruba trojnásobná oproti klasickému leteckému benzinu, proto ho letecké společnosti využívají jen v minimální míře. Pro představu, dnes činí podíl syntetického paliva na celkové spotřebě pouhé jedno procento.
K jeho výrobě se využívají odpadní tuky a oleje. Díky chemickým procesům se tak tuk z fritézy může přeměnit na udržitelné palivo. Podle Šlapáka nejsou zatím dodavatelské řetězce nastaveny tak, aby se odpadní tuky centralizovaly ve vybraných lokalitách, a došlo tak ke snižování výrobních nákladů. Je potřeba také projít normalizací a standardizací. Poté bude možné vyrábět SAF podle mezinárodních norem a ve velkém.
Další alternativou k fosilním palivům je vodíkové palivo, ke kterému nyní směřuje pozornost výrobců motorů. Vodík se bude spalovat přímo v motorech, nebo bude letadlo vybaveno vodíkovým článkem, který bude generovat elektrickou energii a ta bude pohánět elektrické motory. „K zavedení bezpečného provozu a sériové výroby bude potřeba aspoň 15 let a předcházet mu musí velké množství pozemních testů i zkušebních letů,“ vysvětluje Šlapák. Do té doby čeká spíše hybridní modely, které budou poháněny bateriovými články. Budou sloužit jako letecké taxi pro dva až šest pasažérů s délkou letu dvacet až čtyřicet minut. „Momentálně nemají baterie dostatečnou energetickou hustotu, aby mohly obsluhovat delší lety. Očekáváme realizaci zhruba do tří let, některé projekty už jsou v pokročilé fázi certifikace,“ dodává.
Stáhněte si přílohu v PDF
Supermoderní zkušebny za miliardu
Letecký a vesmírný průmysl představuje velmi perspektivní obor a umístění vývoje a výzkumu do Česka dává zemi příležitost změnit se z ekonomiky postavené na levné pracovní síle na ekonomiku znalostní. Spolupráce mezi GE Aviation a ČVUT vznikla se dvěma cíli: vybudovat infrastrukturu pro testování nových technologií a získat experty a kvalifikovaný personál s hlubokým know‑how, kterých je aktuálně nedostatek. Univerzita za tímto účelem vybudovala v Praze a v Hradci Králové letecké zkušebny za více než miliardu korun. „Podobnou infrastrukturu nemá k dispozici žádná jiná tuzemská univerzita. Chceme sem nalákat talenty a zájemce o technický, letecký a vesmírný výzkum. Duševní vlastnictví, které zde vzniká, je obrovské a je právě tím, co znalostní ekonomika potřebuje,“ dodává Milan Šlapák.
Článek byl publikován ve speciální příloze HN Letecký průmysl.
