W czwartek, 25 kwietnia 2024, europejska spółka Airbus Helicopters poinformowała o pomyślnym oblocie demonstratora technologii hybrydowego śmigłowca Racer, który opracowano w ramach europejskiego projektu badawczego Clean Sky 2. Montaż śmigłowca trwał od kwietnia 2021, a w pracach brało udział biuro konstrukcyjne spółki z Łodzi (Airbus Helicopters uruchomił w Polsce nowe centrum testów).
Zdjęcie i grafika: Airbus Helicopters
Trwający około 30 minut dziewiczy lot odbył się z lotniska przyzakładowego spółki we francuskim Marignane, w regionie Prowansja-Alpy-Lazurowe Wybrzeże, w departamencie Delta Rodanu. W tym czasie załoga fabryczna sprawdziła poprawność działania wszystkich systemów i układów pokładowych oraz ogólne zachowanie w locie śmigłowca o nowym układzie aerodynamicznym.
Oblot rozpoczyna kampanię prób w locie, która potrwa 2 lata i będzie miała na celu stopniowe testowanie zdolności lotnych śmigłowca i zademonstrowanie jego możliwości w zakresie dużych prędkości przelotowych.
Dzięki swoim 90 patentom Racer jest doskonałym przykładem poziomu innowacyjności, jaki można osiągnąć, gdy europejscy partnerzy połączą siły. Ten pierwszy lot to dumny moment dla Airbus Helicopters i dla naszych 40 partnerów w 13 państwach – powiedział Bruno Even, dyrektor generalny Airbus Helicopters. Nie mogę się doczekać, aż ten demonstrator będzie pionierem w zakresie dużych prędkości i opracujemy system trybu eco-mode, który przyczyni się do zmniejszenia zużycia paliwa – dodał.
Zaprojektowany pod kątem osiągnięcia prędkości przelotowej przekraczającej 400 km/h, projekt Racer ma na celu osiągnięcie najlepszego kompromisu pomiędzy szybkością, opłacalnością i wydajnością platformy. Celem projektu jest także zmniejszenie zużycia paliwa o około 20% w porównaniu z innymi śmigłowcami tej samej klasy obecnej generacji, dzięki optymalizacji aerodynamicznej płatowca i innowacyjnemu układowi napędowemu w trybie eco-mode. Opracowany we współpracy z Safran Helicopter Engines, hybrydowo-elektryczny ekologiczny system trybu lotu eco-mode umożliwia zatrzymanie jednego z dwóch silników Aneto-1X podczas lotu przelotowego, przyczyniając się w ten sposób do ograniczenia emisji CO2. Celem Racera jest także pokazanie, w jaki sposób jego architektura może przyczynić się do obniżenia emitowanego przez ten statek powietrzny hałasu.
Racer opiera się na konfiguracji aerodynamicznej udowodnionej przez demonstrator technologii Airbus Helicopters X3, który w 2013 pobił rekord prędkości i przekroczył granice dla śmigłowców, osiągając prędkość 472 km/h. Podczas gdy celem X3 było sprawdzenie złożonej architektury, łączącej stałe skrzydła w celu uzyskania energooszczędnej siły nośnej, boczne wirniki w celu zapewnienia energooszczędnego napędu i główny wirnik zapewniający energooszczędną zdolność lotu VTOL, Racer ma na celu zbliżenie formuły złożonej bliżej do konfiguracji operacyjnej i oferowania zwiększonych możliwości w przypadku niektórych misji, w przypadku których duża prędkość może być prawdziwą zaletą.
Demonstrator Racera, ujawniony na 20 czerwca 2017 podczas wystawy lotniczej Paris Air Show, 2019 zaliczył ocenę ryzyka krytycznego projektu, po czym w 2020 udało się uruchomić produkcję kilka pierwszych elementów śmigłowca, wymagających długiego czasu wytwarzania.
Pierwsza faza montażu odbyła się w zakładzie Airbus Helicopters w Donauwörth w Niemczech i obejmowała integrację kilku głównych elementów, takich jak owiewka kabiny, skrzydła, układ paliwowy, osłony silników i inne. Następnie Racer został przekazany do Marignane w celu ostatecznego montażu (pierwotnie planowano początek montażu końcowego w 2019, a rok później oblot – przyp. red.).
Konstrukcja
Centralna część kadłuba została zaprojektowana i wyprodukowana przez rumuńskie konsorcjum RoRCraft, utworzone przez INCAS (Narodowy Instytut Badań Kosmicznych Elia Cafaroli) i państwową spółkę ROMAERO. Lekka konstrukcja płatowca Racer jest dużym osiągnięciem zespołów inżynierskich zaangażowanych w projekt. Po raz pierwszy w Rumunii wyprodukowano tak zaawansowaną hybrydową konstrukcję wiropłatu, zawierającą zarówno metalowe, jak i kompozytowe elementy konstrukcyjne. Konsorcjum RoRCraft było również zaangażowane w uzyskanie zezwolenia na lot demonstratora, opracowując i przeprowadzając testy naziemne oraz analizę naprężeń odpowiednich części kadłuba.
Boczne pokrywy wykonane z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym (CFRP) o wymiarach 3,4 x 1,5 metra połączą sekcję ogonową z kabiną śmigłowca. Takie wielkoformatowe struktury CFRP tradycyjnie wykonuje się ręcznie, ale elementy dla Racera zostały wyprodukowane w wysoce zautomatyzowanym procesie dzięki nowej metodzie opracowanej przez zespół badawczy z Instytutu Odlewnictwa, Kompozytów i Technologii Obróbki IGCV im. Fraunhofera w Niemczech. Zespół ten przeprowadził również testy mechaniczne kombinacji materiałów i nowego procesu produkcyjnego, wymaganego do uzyskania zezwolenia na lot.
Kabina została zaprojektowana przez niemieckie konsorcjum FastCan, utworzone przez spółki KLK Motorsport i Modell und Formenbau Blasius Gerg. Innowacyjna konstrukcja z włókna węglowego jest dobrym przykładem synergii między przemysłem motoryzacyjnym i lotniczym. Konsorcjum FastCan wykorzystało doświadczenie w projektowaniu samochodów i technologie ich produkcji, aby stworzyć lekką osłonę zoptymalizowaną tak by zapewnić mały opór aerodynamiczny i dobre pole widzenia. W konstrukcji kabiny Racera uwzględniono lekkie, odporne na pękanie okna i szyby, które są w stanie wytrzymać uderzenia ptaków, nawet przy dużych prędkościach. Zostały one opracowane przez konsorcjum WIMPER, w skład którego wchodzą KRD Sicherheitstechnik, Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki DLR, Instytut Konstrukcji iDesign i Instytut Projektowania Statków Powietrznych Uniwersytetu w Stuttgarcie.
Projekt i budowa układu paliwowego Racera jest wynikiem współpracy między konsorcjum ActionRcraft, w skład którego wchodzi Safran Aerosystems (odpowiada za zbiorniki paliwa), a konsorcjum StrongCraft, utworzone przez Safran Aerosystems, Secondo Mona i Holenderskie Centrum Aerospace (jest odpowiedzialne za dystrybucję paliwa, systemy pomiarowe i odpowietrzania). Głównym wyzwaniem dla projektantów było dostosowanie projektu klasycznego układu paliwowego do nowych możliwości demonstratora w zakresie prędkości, przyspieszenia oraz prędkości wznoszenia i zniżania. Układ paliwowy zostanie poddany testom podczas prób naziemnych i w locie, aby zapewnić jego prawidłowe działanie. Zbiornik paliwowy Racera został zbudowany z lekkiego materiału, a nowo opracowany czujnik optyczny do paliwa, będzie testowany w różnych warunkach pracy.
Z kolei brytyjskie konsorcjum ASTRAL, składające się z AERNOVA Hamble Aerostructures i Instytutu Zaawansowanych Metod Produkcji na Uniwersytecie w Nottingham, odpowiada za projekt oraz produkcję innowacyjnych skrzydeł zespolonych Racera, jednego z najbardziej zaskakujących elementów konstrukcji demonstratora. Zoptymalizowane pod kątem wydajności aerodynamicznej, opatentowane rozwiązanie tzw. skrzydła zamkniętego (double wing lub box wing) zapewnia siłę nośną podczas lotu, jednocześnie zwiększając bezpieczeństwo wokół demonstratora podczas operacji naziemnych. W celu obniżenia poziomu emisji spalin, każde skrzydło zostało zaprojektowane z materiałów o wysokiej wytrzymałości, przyjaznych dla środowiska, co zmniejsza masę statku powietrznego. Nowe skrzydła wydatnie poprawią osiągi śmigłowca, zapewniając dodatkową siłę nośną w pionie oraz możliwość latania dalej i szybciej, niż tradycyjne wiropłaty.
The #Racer flew for about 30 min, allowing the flight test team to check the overall behavior of the 🚁. This milestone launches the flight campaign which will take 2 years & will aim to progressively open the aircraft’s flight envelope & demonstrate its high speed capabilities. https://t.co/UoeveuRtVX
— Airbus Helicopters (@AirbusHeli) April 25, 2024