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Blog dedicato agli appassionati di DIFESA,
storia militare, sicurezza e tecnologia.
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di un reparto militare
ma come cittadini e custodi di ideali.
Valori da tramandare e trasmettere, da difendere
senza mai darli per scontati.
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là dove il mulino del cuore non macini più
pane intriso di lacrime, là dove ancora si può sognare…
…una vita che meriti di esser vissuta.
Un motore a ciclo variabile (VCE), noto anche come motore a ciclo adattivo (ACE), è un motore a reazione per aerei progettato per funzionare in modo efficiente in condizioni di volo miste, come subsonico, transonico e supersonico.
La prossima generazione di trasporto supersonico (SST) potrebbe richiedere una qualche forma di VCE. Per ridurre la resistenza degli aerei alla supercrociera, i motori SST richiedono un'elevata spinta specifica (spinta/flusso d'aria netto) per ridurre al minimo l'area della sezione trasversale del propulsore. Ciò implica una crociera supersonica ad alta velocità a getto e al decollo, il che rende l'aereo rumoroso.
Turbofan a flusso misto
Nel turbofan a flusso misto con concetto di espulsore, un motore a basso rapporto di bypass è montato davanti a un lungo tubo, chiamato espulsore. L'espulsore riduce il rumore. Viene distribuito durante il decollo e l'avvicinamento. I gas di scarico del turbofan inviano aria nell'espulsore tramite un'aspirazione ausiliaria, riducendo così la spinta specifica/velocità del getto finale. Il design mixed-flow non è particolarmente efficiente a bassa velocità, ma è notevolmente più semplice.
Triplo flusso
L'architettura a tre flussi aggiunge un terzo flusso d'aria dirigibile. Questo flusso bypassa il nucleo quando è richiesta l'efficienza del carburante o attraverso il nucleo per una maggiore potenza. Nell'ambito del programma Versatile Affordable Advanced Turbine Engines (VAATE), l'USAF e i partner industriali hanno sviluppato questo concetto nell'ambito dei programmi Adaptive Versatile Engine Technology (ADVENT) e dei successivi programmi Adaptive Engine Technology Demonstrator (AETD) e Adaptive Engine Transition Program (AETP). Gli esempi includono il General Electric XA100 e il Pratt & Whitney XA101, nonché il sistema di propulsione per il caccia Next Generation Air Dominance (NGAD).
Doppio bypass
General Electric ha sviluppato un motore a ciclo variabile, noto come GE37 o General Electric YF120, per la competizione degli aerei da combattimento YF-22/YF-23, alla fine degli anni '80. GE ha usato una disposizione a doppio bypass/ventila ibrida, ma non ha mai rivelato come hanno sfruttato il concetto. L’US Air Force ha invece selezionato il convenzionale Pratt & Whitney F119 per quello che è diventato il Lockheed Martin F-22 Raptor.
Turboelettrico
La startup Astro Mechanica sta sviluppando quello che chiama un motore a reazione turboelettrico-adattivo che passa da turbofan a turbojet alla modalità ramjet mentre accelera da una partenza in piedi a un Mach 6 proiettato. Ciò si ottiene utilizzando un approccio a doppia turbina. Una turbina agisce come un turbogeneratore. La seconda turbina funge da unità di propulsione. Il turbogeneratore alimenta un motore elettrico che controlla il compressore della seconda turbina. Il motore può cambiare velocità per mantenere la ventola in rotazione al RPM ideale per una modalità di volo specifica. Nelle modalità turbogetto e ramjet, l'ingresso è ristretto per comprimere l'aria ed eliminare il bypass. Il turbogeneratore è disponibile in commercio, mentre l'unità di propulsione è costruita dall'azienda. Un'innovazione chiave è che i motori elettrici hanno aumentato drasticamente la loro densità di potenza in modo che il peso del motore non sia più proibitivo.
Il programma Adaptive Versatile Engine Technology (ADVENT) era un programma di sviluppo di motori per aeromobili gestito dalla United States Air Force con l'obiettivo di sviluppare un ciclo adattivo efficiente, o motore a ciclo variabile per aerei militari di nuova generazione nella classe di spinta di 20.000 lbf (89 kN). Nel 2012 il programma è stato sostituito dal programma Adaptive Engine Technology Demonstrator (AETD).
Nel 2016 i programmi sono confluiti nell'Adaptive Engine Transition Program (AETP), incentrato sullo sviluppo e la sperimentazione di un motore a ciclo adattivo di classe spinta da 45.000 lbf (200 kN) per aerei da combattimento di prossima generazione e potenziale re-engineing dell’F-35.
L'obiettivo dell’ADVENT è quello di sviluppare un motore ottimizzato per diversi punti di progettazione, piuttosto che il tradizionale punto singolo. Invece di avere un motore progettato esclusivamente per l'alta velocità (come molti motori da combattimento attuali) o per un'alta efficienza del carburante (come molti motori commerciali attuali), il motore ADVENT finale sarebbe progettato per funzionare in entrambe queste condizioni. Gli obiettivi specifici includono la riduzione del consumo medio di carburante del 25% e la riduzione della temperatura dell'aria di raffreddamento prodotta dal motore.
Il motore ADVENT era originariamente studiato per il bombardiere strategico di prossima generazione dell’USAF, ma l'incertezza in quel programma ha portato Rolls-Royce (RR), uno dei principali sviluppatori coinvolti nel progetto, a prevedere che il motore ADVENT sarà più adatto per un potenziale aggiornamento del motore 2020 per l'F-35 Lightning II.
RR, che ha collaborato con GE Aviation sul motore alternativo F136 per l'F-35, ha suggerito che i contratti di sviluppo ADVENT sono un motivo in più per continuare l'F136, poiché qualsiasi aggiornamento del motore della Pratt & Whitney (produttrice del motore F135 attualmente utilizzato nell'F-35) dovrebbe essere finanziato separatamente, internamente o a costi governativi aggiuntivi.
Il programma ADVENT è uno dei numerosi progetti di sviluppo correlati perseguiti nell'ambito del programma Versatile Affordable Advanced Turbine Engine (VAATE) dell’US Air Force. Dopo essere stato annunciato nell'aprile 2007, Rolls-Royce e GE Aviation si sono aggiudicati contratti di Fase I nell'agosto 2007 per esplorare concetti, sviluppare e testare componenti critici e iniziare i progetti preliminari di un motore.
Nell'ottobre 2009, Rolls-Royce si è aggiudicata il contratto di fase II per continuare i test dei componenti e integrare le tecnologie sviluppate in un motore dimostratore tecnologico. A GE Aviation sono stati anche assegnati fondi per continuare lo sviluppo del loro nucleo dimostrativo tecnologico, il che è stato inaspettato in quanto il programma ADVENT aveva originariamente richiesto la selezione di un singolo appaltatore per la fase II.
Con la minaccia del GE/RR F136, Pratt & Whitney ha finanziato una variante di ventola adattiva del suo F135, che potrebbe qualificarsi per il programma Adaptive Engine Technology Development (AETD) sotto l'US Air Force Research Laboratory.
Nel 2012, GE è stata scelta per continuare il suo lavoro ADVENT nel programma AETD. GE e Pratt & Whitney sono state selezionate rispetto alla Rolls-Royce per continuare il programma AETD per maturare propulsori a basso consumo di carburante e ad alta spinta. I test operativi del motore dovrebbero iniziare nel 2013.
Nel 2016, l'Adaptive Engine Transition Program (AETP) è stato lanciato con l'obiettivo di sviluppare e testare motori adattivi per i futuri programmi di caccia di sesta generazione, Penetrating Counter Air (PCA) per USAF e Next Generation Air Dominance (NGAD) per la US NAVY, nonché il potenziale rimotorizzazione dell'F-35. Il programma ha assegnato le nuove designazioni XA100 per il design di General Electric e XA101 per Pratt & Whitney.
Nel 2017, Pratt ha concluso i test del suo motore a tre flussi con un nucleo F135, che può essere utilizzato sulla piattaforma Penetrating Counter Air (PCA).
Rolls-Royce ha confermato che sta progredendo con la progettazione del dimostratore del motore per il caccia "sesta generazione" TEMPEST - Global Combat Air Programme (GCAP).
Mark Tivey, dirigente dello sviluppo aziendale di Future Programmes – Defence di Rolls-Royce, ha confermato che il dimostratore del motore è in fase avanzata di sviluppo in collaborazione con Avio Aero in Italia e IHI Corporation in Giappone. "Le tre aziende stanno combinando le loro tecnologie, competenze e team di ingegneri per sviluppare il motore per GCAP".
Le aziende stanno lavorando per sviluppare un dimostratore del turbofan a terra su vasta scala, che non sia una pre-produzione o un prototipo volante. Il programma di dimostrazione del motore consente al consorzio di "testare le tecnologie all'interno del consorzio e testare che abbiamo le compatibilità tra quelle tecnologie", ha detto Tivey. Ha aggiunto che il programma dimostrativo li aiuta a "ottenere strumenti di progettazione comuni, processi di progettazione comuni e processi di audit comuni", che alla fine guideranno il team a sviluppare il motore di produzione.
Il consorzio prevede di utilizzare il dimostratore del motore per tutta la durata del caccia TEMPEST-GCAP come banco di prova per la tecnologia futura man mano che i requisiti di potenza dell'aereo si adattano. Il motore di prova a terra è in costruzione come parte della strategia di de-risking, in cui genererà i dati necessari che si immetteranno direttamente nel progetto di produzione e, in definitiva, nel primo aereo flight-test.
Le specifiche del dimostratore del motore non sono ancora finalizzate. Il programma è ancora in fase di concetto e valutazione e sta subendo studi di trade-off di progettazione prima di arrivare ad una soluzione di progettazione ottimizzata.
La nostra capacità di sviluppare tecnologie all'avanguardia per soddisfare le esigenze energetiche globali, insieme ai nostri sistemi avanzati di potenza e propulsione, significa che svolgeremo un ruolo importante nella strategia dei jet da combattimento di prossima generazione per garantire che il Team Tempest guidi il mondo nel settore dell'aria da combattimento.
Nei prossimi otto anni Rolls-Royce, AVIO e IHI continueranno l’impegno a sostenere e sviluppare le competenze chiave e ad attrarre talenti futuri che costituiranno la spina dorsale non solo del Team Tempest, ma anche della nostra più ampia capacità di difesa.
Il design della propulsione sarà abbinato aerodinamicamente alla piattaforma aerea, ottimizzando le prestazioni complessive, la portata e la capacità del carico utile.
In poco meno di due anni, due motori sperimentali sono stati progettati, fabbricati e testati con successo, dimostrando la capacità necessaria per fornire una nuova famiglia di piccoli motori scalabili e configurabili in tempi senza precedenti. Queste risorse saranno fondamentali per informare gli sviluppi tecnologici critici dei partner, consentendo una rapida de-risking di nuove e nuove tecnologie per migliorare la capacità militare.
Il nuovo motore Orpheus ha rotto i confini in tutte le fasi dello sviluppo, della progettazione e della costruzione. Durante questo progetto si è permesso alle maestranze di lavorare in modo agile per interrompere gli attuali modi di pensare e sviluppare un prodotto veramente nuovo che può aiutare gli utenti finali a ridurre il rischio dei loro programmi futuri ed esplorare diverse tecnologie per migliorare le loro capacità militari”.
Innovazione rapida per tempi straordinari
Ispirato dall'inconcepibile, il programma Orpheus sta guidando una rivoluzione nella trasformazione e nello sviluppo di nuovi modi di lavorare. Più di 30 piccole e medie imprese hanno lavorato in collaborazione sul motore dimostrativo Orpheus. Questo modello di collaborazione ha generato il massimo beneficio dall'industria, riducendo i costi del prodotto e accelerando il time-to-market.
Attraverso l'adozione di pratiche di lavoro agili e sostenuta da una supply chain rapida, si è sviluppata la capacità di imparare rapidamente attraverso il fare, attraverso un team di ingegneri pienamente potenziato e allineato. Utilizzando tecniche ingegneristiche innovative, sono state raggiunte ulteriori efficienze, come l'uso della Additive Layer Manufacturing (ALM). Consentendo una produzione più rapida con capacità funzionali avanzate precedentemente irraggiungibili attraverso la produzione tradizionale, possiamo ridurre i costi grazie alla razionalizzazione di assiemi complessi. I test del motore di successo hanno già incluso una gamma di componenti ALM e il programma Orpheus incorpora piani per sviluppare e dimostrare la capacità ALM per tutti i componenti principali.
Il primo motore dimostrativo twin-spool è stato progettato, costruito e testato in soli 18 mesi dallo stand-up del team di progettazione - la metà del tempo delle pratiche di lavoro tradizionali, utilizzando solo un terzo delle risorse ingegneristiche tipicamente richieste e offrendo il programma a costi significativamente inferiori a causa dei costi non ricorrenti.
Il programma Tempest-GCAP sta rivoluzionando il modo in cui alimentiamo i sistemi aerei da combattimento.
Con l'obiettivo di essere più elettrico, più intelligente e di sfruttare più potenza, qualsiasi futuro aereo da combattimento richiederà livelli di potenza elettrica senza precedenti. Per Rolls-Royce, AVIO e IHI, l'ambizione è quella di fornire non solo la spinta che spinge un aereo attraverso il cielo, ma anche la potenza elettrica richiesta per tutti i sistemi a bordo, oltre a gestire tutti i carichi termici risultanti.
L'elettrificazione offre la promessa di un volo più efficiente e sostenibile, riducendo il consumo di carburante, estendendo l'autonomia degli aeromobili e diminuendo i costi operativi. Si sta fornendo energia più sostenibile che mai e la si sta distribuendo in modo intelligente ai sistemi attraverso la piattaforma, garantendo al contempo la disponibilità di energia elettrica dove è necessaria per garantire un funzionamento sicuro.
I progressi tecnologici nella potenza e nella densità energetica negli ultimi anni si sono evoluti e ora si è in grado di realizzare soluzioni innovative che hanno vantaggi tecnologici ed economici per i sistemi di propulsione degli aeromobili esistenti in tutti i settori, compresa la difesa. Il team del propulsore a ciclo variabile sta già sostenendo l'energia sostenibile, sviluppando e testando tecnologie e sistemi innovativi per creare la propulsione elettrica e i sistemi energetici che le nostre società future richiederanno.
Il GCAP - Tempest rappresenta un programma molto ambizioso e costituirà una parte significativa della nuova futura strategia aerea di combattimento.
Lavorando in stretta collaborazione tra loro, BAE Systems, Leonardo, MBDA e le più ampie società dell'industria della difesa, assumeremo un ruolo di primo piano nella prossima generazione di energia aerea e con l’obiettivo di essere più elettrici possibile.
Potenza e propulsione elettrica, intelligente e integrata
Mentre la turbina a gas rimane in prima linea nel contributo di Rolls-Royce, l'attenzione si concentra anche sullo sviluppo della capacità come parte di un sistema di potenza e propulsione più ampio, accoppiando una maggiore capacità di generazione di energia con un sistema di gestione termica intelligente. Il sistema integrato di alimentazione e propulsione offrirebbe alla piattaforma una soluzione completa per soddisfare le esigenze elettriche, termiche e propulsive.
Ottimizzazione delle prestazioni, dell'operabilità e dell’efficienza
A livello di potenza e sistema di propulsione, l'aumento dell'elettrificazione offre vantaggi in termini di prestazioni e funzionalità, rispetto a un tradizionale motore a turbina a gas:
L'energia elettrica immagazzinata può essere utilizzata in combinazione con macchine elettriche incorporate per migliorare l'operatività del motore. L'elettrificazione degli accessori per il pompaggio di carburante e olio disaccoppia efficacemente questi sistemi dal funzionamento della turbina a gas. Ciò consente l'ottimizzazione del dimensionamento di questi componenti offrendo anche la possibilità di far funzionare questi sistemi indipendentemente dalla turbina a gas.
La gestione intelligente dell'alimentazione consente l'ottimizzazione in tempo reale sia dell'alimentazione elettrica che delle prestazioni della turbina a gas per massimizzare l'efficienza complessiva, mentre le tecnologie di protezione elettrica consentono al sistema di rilevare, diagnosticare e reagire rapidamente ai problemi emergenti isolando i guasti e riconfigurando il sistema per garantire la disponibilità di energia elettrica dove è più necessaria.
Ci sono anche vantaggi di imballaggio e installazione alla piattaforma offerta da un'architettura "motore più elettrico"; gli azionamenti elettronici di potenza e i dispositivi di accumulo di energia possono essere distribuiti e posizionati lontano dal sistema di propulsione principale e non sono vincolati allo stesso modo dei sistemi idraulici/pneumatici equivalenti.
L'approccio integrato adottato per sviluppare queste tecnologie offre significativi benefici di ricaduta nei settori di mercato adiacenti come le applicazioni aerospaziali civili, dove la spinta accelerata verso un futuro sostenibile e rispettoso dell'ambiente si appoggerà fortemente a più tecnologie elettriche.
Innovazione precoce
Anche prima del lancio del programma Tempest, Rolls-Royce Defence aveva già iniziato ad affrontare le esigenze del futuro. Nel 2014, l'azienda ha accettato la sfida di progettare un generatore di avviamento elettrico completamente incorporato nel nucleo di un motore a turbina a gas, ora noto come Embedded Electrical Starter Generator o programma dimostrativo E2SG. L'E2SG è stato progettato per risparmiare spazio, il che è auspicabile per una piattaforma stealth, e fornire la grande quantità di energia elettrica richiesta dai futuri caccia.
Un approccio collaborativo
Preziose lezioni sono state apprese dalle aziende Civil Aerospace e Power Systems di Rolls-Royce che stanno guidando l'elettrificazione in aree principali come i piccoli aerei a elica, tra cui ACCEL; la spinta a costruire gli aerei completamente elettrici più veloci del mondo, le applicazioni di decollo e atterraggio verticale elettrico (eVTOL) e gli aerei per pendolari. La collaborazione in questi diversi mercati consentirà a Rolls-Royce Defence di raggiungere i suoi obiettivi di riduzione del carbonio e fornirà ai clienti della Defence soluzioni più competitive rispettose dell'ambiente che andranno a beneficio delle flotte aeree di tutto il mondo.
La propulsione del caccia madre su cui si baserà il TEMPEST-GCAP beneficerà delle evoluzioni tecnologiche avvenute negli ultimi anni e di quelle che verranno sviluppate nei prossimi anni, rappresentando così un importante salto in avanti nel modo di definire un motore militare.
E’ necessario immaginare un sistema di propulsione ancora più performante di quello dell'Eurofighter Typhoon, in grado di fornire maggiore potenza elettrica e di dissipare il calore senza lasciare tracce rilevabili dai radar nemici.
Sono previsti generatori e sistemi di stoccaggio e distribuzione dell'energia. Si tratterà di un sistema estremamente efficiente, in grado di funzionare a temperature molto elevate e di fare ampio uso di nuovi materiali, tecnologie digitali e della nostra tecnologia additiva (che contribuirà alla progettazione e al peso). La combinazione di propulsione e potenza in un unico elemento, così come la necessità di una bassa osservabilità, renderanno più che mai necessaria una stretta collaborazione con gli ingegneri dell'aereo per ottimizzare l'integrazione.
Il rapporto sviluppato nel programma EJ200 è una solida base per la cooperazione e una garanzia di successo.
Inoltre, l'opportunità di avere nuovi partner come Rolls Royce, AVIO e IHI porta valore aggiunto e punti di vista diversi. Tuttavia, la struttura della partnership non è ancora del tutto definita; si sta lavorando per assicurare le migliori competenze internazionali su questo progetto.
Anche se si è ancora in una fase preliminare dello sviluppo di questo sistema, i tre partner sono stati molto chiari nel definire gli obiettivi sul programma.
Questo nuovo caccia dovrà fornire un vantaggio operativo; pertanto è necessario che la nostra Difesa sia in grado di modificare la piattaforma come ritiene opportuno in base alle proprie esigenze, indipendentemente dalle altre nazioni.
Ciò significa che il Ministero della Difesa chiede a tutte le industrie, ognuna per le proprie competenze, di contribuire con una partecipazione qualificata che permetta di comprendere appieno il sistema, modificarlo ed eventualmente migliorarlo in base alle esigenze specifiche delle nostre forze armate nazionali. Per farlo, dobbiamo affidarci anche alla filiera italiana, fatta di piccole e medie imprese e di collaborazioni con i centri di ricerca, garantendo così anche un ritorno tecnologico, economico e lavorativo al territorio. È con grande soddisfazione che anche l’Italia partecipa a un'iniziativa che coinvolge il governo del Paese e i partner industriali in un lavoro di squadra molto stretto; lavorare in modo coordinato con il sistema Paese dà ulteriore forza alle proposte dei singoli attori industriali nel confronto con i partner internazionali.
Ripensare la guerra, e il suo posto
nella cultura politica europea contemporanea,
è il solo modo per non trovarsi di nuovo davanti
a un disegno spezzato
senza nessuna strategia
per poterlo ricostruire su basi più solide e più universali.
Se c’è una cosa che gli ultimi eventi ci stanno insegnando
è che non bisogna arrendersi mai,
che la difesa della propria libertà
ha un costo
ma è il presupposto per perseguire ogni sogno,
ogni speranza, ogni scopo,
che le cose per cui vale la pena di vivere
sono le stesse per cui vale la pena di morire.
Si può scegliere di vivere da servi su questa terra, ma un popolo esiste in quanto libero,
in quanto capace di autodeterminarsi,
vive finché è capace di lottare per la propria libertà:
altrimenti cessa di esistere come popolo.
Qualcuno è convinto che coloro che seguono questo blog sono dei semplici guerrafondai!
Nulla di più errato.
Quelli che, come noi, conoscono le immense potenzialità distruttive dei moderni armamenti
sono i primi assertori della "PACE".
Quelli come noi mettono in campo le più avanzate competenze e conoscenze
per assicurare il massimo della protezione dei cittadini e dei territori:
SEMPRE!
….Gli attuali eventi storici ci devono insegnare che, se vuoi vivere in pace,
devi essere sempre pronto a difendere la tua Libertà….
La difesa è per noi rilevante
poiché essa è la precondizione per la libertà e il benessere sociale.
Dopo alcuni decenni di “pace”,
alcuni si sono abituati a darla per scontata:
una sorta di dono divino e non,
un bene pagato a carissimo prezzo dopo innumerevoli devastanti conflitti.…
…Vorrei preservare la mia identità,
difendere la mia cultura,
conservare le mie tradizioni.
L’importante non è che accanto a me
ci sia un tripudio di fari,
ma che io faccia la mia parte,
donando quello che ho ricevuto dai miei AVI,
fiamma modesta ma utile a trasmettere speranza
ai popoli che difendono la propria Patria!
Violenza e terrorismo sono il risultato
della mancanza di giustizia tra i popoli.
Per cui l'uomo di pace
si impegna a combattere tutto ciò
che crea disuguaglianze, divisioni e ingiustizie.
Signore, apri i nostri cuori
affinché siano spezzate le catene
della violenza e dell’odio,
e finalmente il male sia vinto dal bene…
Come i giusti dell’Apocalisse scruto i cieli e sfido l’Altissimo:
fino a quando, Signore? Quando farai giustizia?
Dischiudi i sette sigilli che impediscono di penetrare il Libro della Vita
e manda un Angelo a rivelare i progetti eterni,
a introdurci nella tua pazienza, a istruirci col saggio Qoelet:
“””Vanità delle vanità: tutto è vanità”””.
Tutto…tranne l’amare.
(Fonti: https://svppbellum.blogspot.com/, Web, Google, Jane’s, Rolls Royce, Wikipedia, You Tube)
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