Articulo de referencia

Catalizador de General Electric

{{cite web |url= https://www.geaerospace.com/news/press-releases/regional-business-engines/catalysttm-turboprop-engine-completes-first-flight |title= The Catalyst™ turboprop eng...

El General Electric Catalyst (anteriormente Advanced Turboprop o ATP ) es un motor turbohélice de GE Aerospace . Fue anunciado el 16 de noviembre de 2015 y propulsará el Beechcraft Denali . Su primera prueba de funcionamiento tuvo lugar el 22 de diciembre de 2017 y fue certificado en febrero de 2025. Este motor, con una potencia de entre 850 y 1600 hp (630 y 1190 kW), busca una eficiencia un 20 % superior a la de sus competidores gracias a una relación de presión global de 16:1, álabes de estator variables , álabes de turbina refrigerados , piezas impresas en 3D y FADEC .  

Desarrollo

Después de presentar el General Electric H80 en 2010 para mejorar el Walter M601 , GE comenzó a analizar a su competencia y diseñó un motor de diseño limpio en 2014, que luego fue seleccionado para el concurso Cessna Denali . [ 3 ] En septiembre de 2015, General Electric creó un centro europeo de desarrollo de turbohélices, después del cierre del US-Exim Bank en junio, invirtiendo más de 400 millones de dólares y creando entre 500 y 1000 puestos de trabajo. [ 4 ] El motor fue anunciado el 16 de noviembre de 2015 en la feria comercial anual de la National Business Aviation Association . [ 5 ]

En 2016, la caja de engranajes, la turbina de potencia y la cámara de combustión se fabricarían en Turín , los componentes giratorios se suministrarían desde Varsovia y la línea de ensamblaje final estaba planificada en Walter Engines en Praga . [ 6 ] En ese momento, los componentes principales se dividían entre las instalaciones propiedad de GE en Polonia e Italia, ambas pertenecientes a Avio Aero . [ 6 ] Avio Aero fue adquirida por GE en 2013. [ 7 ] A partir de 2021, el sitio web de Avio Aero no enumera ninguna instalación en Varsovia. [ 8 ] Fue diseñado por GE en Europa, [ 9 ] y para la turbina generadora de potencia y gas, y el compresor de alta presión, por el Centro de Diseño de Ingeniería en Varsovia, una alianza entre General Electric Company Polska y el Instituto de Aviación de Varsovia . [ 10 ]

En octubre de 2017, GE recibió el 85% de las piezas, en camino de entregar el primer motor de prueba para finales de año. [ 11 ] En ese momento, el vehículo compresor axial-centrífugo (estator, rotor y conjuntos de sección fría) fue probado en Múnich para validar su eficiencia, rendimiento y operatividad. [ 12 ]

Pruebas

Tras dos años de desarrollo, completó su primera prueba en Praga el 22 de diciembre de 2017. Después de probar la mayoría de los componentes y el motor, GE Aviation mantiene sus objetivos de rendimiento y espera superarlos. Comenzará las pruebas de certificación en 2018, validando la aerodinámica, la mecánica y los sistemas aerotérmicos. Se espera que impulse el primer vuelo del Beechcraft Denali a finales de 2018 y completará más de 2000 horas de pruebas antes de que el Denali entre en servicio. GE Aviation Czech, la sede de desarrollo, pruebas y producción, ha contratado a unos 180 empleados, con otros 80 previstos para 2018, entre otros 500 para la planta completa a plena capacidad de producción. Fue desarrollado durante dos años por 400 diseñadores, ingenieros y expertos en materiales de GE en la República Checa, Italia, Alemania, Polonia, Estados Unidos y otros países. Se abrirán seis celdas de prueba, se construirán 10 motores de prueba y se realizará un vuelo a finales de 2018 en un banco de pruebas volante. Las pruebas de certificación durante 2018-2019 incluyen pruebas de altitud, rendimiento y alta vibración. [ 13 ]

En marzo de 2018, la primera muestra funcionó durante casi 40 horas antes de varios años de revisión de monitoreo de salud . El siguiente motor está ensamblado e instrumentado para pruebas de altitud y se probará en Canadá a partir del verano de 2018. A partir de finales de 2018, Cessna recibirá tres motores para preparar el vuelo inaugural del Denali en el primer trimestre de 2019. [ 14 ] Su desarrollo es un 30% más rápido que los proyectos nuevos anteriores de GE ya que el programa de desarrollo tiene 10 motores, más varias reconstrucciones. Durante los próximos dos años, se realizarán 33 pruebas de motor en total, incluidas 17 pruebas de certificación. La certificación no requiere un banco de pruebas volador, pero se puede usar un King Air 350 modificado para la autorización de seguridad de vuelo a principios de 2019, antes de las pruebas de vuelo del Denali. [ 3 ] A finales de mayo de 2018, se completaron 60 horas de pruebas, incluyendo a plena potencia, mientras que el ensamblaje del segundo motor estaba casi completo para una primera prueba de verano, la certificación de componentes era inminente y debería ir seguida de las pruebas de certificación del motor completo , comenzando con las pruebas de ingestión y altitud . [ 15 ] Para julio de 2018, el primer motor funcionó durante más de 100 horas, mientras que un segundo motor está funcionando en Praga antes de ser enviado a Canadá a finales de año para pruebas de altitud, el rendimiento está dentro de lo previsto o es mejor de lo previsto. [ 16 ]

Para mayo de 2019, los motores de prueba funcionaron hasta 41 000 pies (12 000 m) en una cámara de altitud y más de 1000 h, simulando tres años de operaciones, mientras que el FADEC funcionó 300 h en el Denali iron bird . [ 17 ] Para octubre de 2019, más de 1000 ciclos de motor registraron 1600 h de pruebas: 1200 h en celdas de prueba y 400 h en bancos de compresores. Las pruebas de altitud, resistencia, vibración, durabilidad e ingestión estaban completas, así como las pruebas de controles de hélice integrados y las pruebas de sobrevelocidad de la turbina del generador de gas y compresor de alta presión. Los nuevos requisitos de pruebas de hielo retrasaron la entrega del primer motor a 2020, y el primer vuelo del Beechcraft Denali aún más. Cinco motores estaban ensamblados para entonces, y otros dos deberían estar terminados antes de que termine 2019. [ 18 ] El primer vuelo de prueba a bordo de un King Air se retrasó hasta la primavera de 2020 y la certificación para el otoño de 2021, después de una campaña de 18 meses, debido a los nuevos requisitos de prueba de la FAA, incluidas las pruebas de formación de hielo. [ 19 ]  

Para julio de 2021, se habían producido 16 motores y completado 2500 h de operación; ya que se había completado el 30 % de las pruebas de certificación de Catalyst, incluidas algunas pruebas de formación de hielo. [ 20 ] Las pruebas han mostrado más potencia a grandes altitudes de lo esperado y una eficiencia entre un 1 % y un 2 % mayor de lo previsto, hasta un 16 %-17 % más que los competidores. [ 20 ] Se instaló un turbohélice en un Beechcraft King Air 350 en Berlín, que completó algunas pruebas de rodaje, para lograr el primer vuelo en los próximos meses y la certificación para finales de 2022. [ 20 ] Se instaló otro motor en un fuselaje Denali para realizar su primer vuelo antes de fin de año y lograr la certificación en 2023. [ 20 ]

El Catalyst realizó su primer vuelo en un banco de pruebas King Air el 30 de septiembre de 2021 a los mandos del piloto jefe de pruebas de BBA, Sigismond Monnet, y del ingeniero jefe de pruebas de vuelo, Alessandro Ramazzotti. [ 21 ] El 22 de noviembre, el Denali realizó su primer vuelo con un motor Catalyst, con el objetivo de obtener la certificación en 2025. [ 22 ] En mayo de 2023, la certificación del Denali se pospuso hasta 2025, ya que la certificación del motor se retrasó hasta 2024 debido a estándares más estrictos, como los requisitos de formación de hielo e ingestión del motor, habiendo completado 16 de las 22 pruebas de certificación del motor planificadas y 26 de las 37 pruebas de certificación de componentes, pruebas en clima cálido y ensayos a bajas temperaturas. [ 23 ]

En febrero de 2025, la Administración Federal de Aviación otorgó su certificación después de más de 8.000 horas de pruebas, autorizando la introducción del Denali en 2026, ya que los tres prototipos acumularon más de 2.700 horas de vuelo en 1.100 vuelos. [ 24 ]

Mercado

El GE Catalyst está diseñado para cubrir el mercado entre el General Electric H80 de menos de 850 caballos de fuerza (630 kW) y el CT7. [ 25 ] Está diseñado para competir con el Pratt & Whitney Canada PT6, que ha liderado el mercado de turbohélices pequeños durante 50 años con más de 51 000 unidades producidas. El Catalyst ha sido seleccionado para propulsar el nuevo avión turbohélice monomotor Beechcraft Denali, con capacidad para hasta 12 pasajeros y una velocidad superior a 280 nudos (520 km/h) durante 1500 millas náuticas (2800 km) . GE planea invertir hasta 1000 millones de dólares en el proyecto, incluyendo 400 millones de dólares para un centro de fabricación en Europa. [ 26 ]   

Diseño

El turbopropulsor avanzado de 1300 caballos de fuerza al eje (970 kW) podría extenderse a un rango de 850–1600 caballos de fuerza (630–1190 kW) . Su relación de presión total de 16:1 permite un consumo de combustible un 20 % menor y una potencia de crucero un 10 % mayor que la competencia de la misma clase de tamaño con un tiempo medio entre revisiones (MTBO) de 4000–6000 horas. [ 27 ] El compresor deriva del General Electric T700 con cuatro etapas axiales y una etapa centrífuga única, con el mismo diseño aerodinámico 3D utilizado en el GE9X . El motor incluye álabes de estator variables (VSV) y piezas impresas en 3D . [ 28 ]  

La cámara de combustión anular única de flujo inverso se asemeja al diseño GE-Honda HF120 . La turbina de alta presión monocristalina de dos etapas será la primera de esta clase de motores en estar completamente refrigerada. La turbina de baja presión de tres etapas es contrarrotatoria . Un sistema de control de propulsión integrado FADEC controlará tanto el motor como el paso de la hélice como un sistema completo. [ 29 ]

Doce piezas impresas en 3D reemplazan 855 piezas: bastidores, revestimientos de la cámara de combustión, cárteres , caja de escape , soportes de cojinetes , componentes estacionarios en el flujo y intercambiadores de calor . El peso total se reduce en un 5 % y el consumo específico de combustible mejora en un 1 %. La impresión 3D no se utiliza para componentes giratorios como álabes , discos y rotores . [ 30 ] El 35 % del motor se imprimirá en GE, reduciendo el número de piezas serializadas a 35. [ 31 ] Se imprimen a partir de una aleación de titanio . [ 13 ]

El tiempo entre revisiones es de 4000 horas, un 33 % más que su principal competidor. Es el primer turbohélice de su clase con dos etapas de álabes de estator variables. [ 2 ] Incorporará un sistema de hélice de cinco palas de material compuesto de McCauley , una filial de Textron . [ 6 ]

Ahora, los turbopropulsores deben estar certificados para resistir la formación de hielo por cristales de hielo a gran altitud : un blisk del compresor debe sobrevivir al impacto de una bola de hielo. Esto requeriría una primera etapa 1,13 kg (2 lb) más pesada y perjudicaría la aerodinámica del motor. GE propuso canalizar aceite caliente desde el cárter de la caja de engranajes de accesorios hacia la entrada del motor para evitar la formación de hielo y lo probará en una instalación canadiense de clima frío en el verano de 2018. [ 32 ]

Las turbinas refrigeradas permiten temperaturas de funcionamiento más de 150 °C (300 °F) superiores. Su FADEC, VSV y una turbina LP de tres etapas contrarrotatorias generan un 10 % más de potencia de crucero, manteniendo la máxima eficiencia en condiciones fuera de diseño para una mejor tasa de gradiente y potencia en altitud. El cárter de una sola pieza reemplaza 45 piezas convencionales y se imprimirá en tan solo cuatro días, en comparación con los 14 iniciales. [ 3 ]  

Aplicaciones

Presupuesto

Características generales

  • Tipo: Turbohélice
  • Longitud: 71,6  pulgadas (1820  mm) [ 35 ]
  • Diámetro: 20,00–20,13  pulgadas (508–511  mm) [ 36 ]
  • Peso en seco: 639,7  lb (290,2  kg) [ 36 ]

Componentes

Actuación

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

  1. "El motor turbohélice Catalyst™ completa su primer vuelo" . GE Aviation. 30 de septiembre de 2021.
  2. 1 2 "GE Aviation anuncia la primera prueba del motor turbohélice avanzado" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 27 de diciembre de 2017.
  3. 1 2 3 4 Guy Norris (19 de marzo de 2018). "GE ve a Catalyst como motor de cambio en el impulso de los turbohélices" . Aviation Week & Space Technology .
  4. "Sin financiación para exportaciones en EE. UU., GE afirma que construirá un centro de motores en Europa" . Reuters. 17 de septiembre de 2015 vía Business Insider.
  5. "GE Aviation selecciona Praga, República Checa, como sede de su "centro de excelencia" en turbohélices" . Flight Global . 21 de enero de 2016.
  6. 1 2 3 "GE da marcha atrás en el proyecto de Praga para el ensamblaje de turbohélices" . Flight Global . 13 de julio de 2016.
  7. "GE completa la adquisición del negocio de aviación de Avio" (Comunicado de prensa). GE. 1 de agosto de 2013.
  8. "Dónde estamos" . Avio Aero.
  9. Stephen Trimble (27 de diciembre de 2017). "GE completa la primera prueba en tierra del motor turbohélice avanzado" . Flightglobal .
  10. Paige Smith (16 de abril de 2020). "Preguntas y respuestas: Marian Lubieniecki, líder del Centro de Diseño de Ingeniería de GE Polonia" . Aerospace Testing International .
  11. Stephen Trimble (10 de octubre de 2017). "GE se acerca a hitos en su apuesta de 1.500 millones de dólares por aviones de negocios" . Flightglobal .
  12. Curt Epstein (10 de octubre de 2017). "Los dos nuevos programas de motores Genav de GE están listos para despegar" . AIN .
  13. 1 2 Tomas Kellner (27 de diciembre de 2017). "Encendiéndose: GE probó con éxito su avanzado motor turbohélice con piezas impresas en 3D" . Informes de GE .
  14. Kerry Lynch (7 de marzo de 2018). "El motor ATP de GE se convierte en catalizador" . AIN .
  15. Curt Epstein (29 de mayo de 2018). "El Catalyst de GE se prepara para las pruebas de certificación" . AIN .
  16. John Morris (17 de julio de 2018). "Comienzan las pruebas del segundo turbohélice GE Catalyst" . Aviation Week Network .
  17. Alan Peaford (20 de mayo de 2019). "GE trae Catalyst para revolucionar el mercado de los turbohélices" . Flightglobal .
  18. Jon Hemmerdinger (22 de octubre de 2019). "Textron retrasa el primer vuelo del Denali debido a las pruebas en curso del motor Catalyst" . Flightglobal .
  19. Dan Thisdell (19 de febrero de 2020). "Las pruebas de vuelo del turbohélice Catalyst comenzarán esta primavera"." . vueloglobal .
  20. 1 2 3 4 Jon Hemmerdinger (30 de julio de 2021). "GE Aviation 'cerra' las aprobaciones de vuelo del Catalyst y observa aplicaciones además del Denali de Beechcraft" . FlightGlobal .
  21. "El motor turbohélice Catalyst™ completa su primer vuelo" (Comunicado de prensa). GE Aviation. 30 de septiembre de 2021.
  22. "El Beechcraft Denali entra en la fase de pruebas de vuelo con un histórico primer vuelo" (Comunicado de prensa). Textron Aviation. 23 de noviembre de 2021.
  23. Jon Hemmerdinger (8 de mayo de 2023). "Textron Aviation retrasa la certificación de Denali hasta 2025" . FlightGlobal .
  24. Jon Hemmerdinger (27 de febrero de 2025). "La FAA certifica el motor Catalyst de GE Aerospace, eliminando un obstáculo para la aprobación del Beechcraft Denali" . FlightGlobal .
  25. "GE Aviation se enfrenta a un titán con un nuevo turbohélice" . Aviation International News . 16 de noviembre de 2015.
  26. "GE y Textron se asocian para fabricar un nuevo motor turbohélice y un avión" . Reuters . 16 de noviembre de 2015.
  27. 1 2 3 4 "GE Aviation lanza un nuevo motor turbohélice" (Comunicado de prensa). GE Aviation . 16 de noviembre de 2015.
  28. Matt Benvie (16 de noviembre de 2015) ."El mayor triunfo": Un nuevo motor impulsará el negocio de turbohélices de GE a nuevas cotas . Informes de GE.
  29. 1 2 3 4 Guy Norris (17 de noviembre de 2015). "GE se enfrenta al motor PT6 con un turbohélice avanzado" . Aviation Week .
  30. "GE prevé un gran avance en la impresión 3D" . Flight Global . 3 de noviembre de 2016.
  31. Kevin Michaels (18 de mayo de 2017). "Cuidado, las relaciones entre fabricantes de equipos originales y proveedores están cambiando" . Aviation Week & Space Technology .
  32. Stephen Trimble (8 de marzo de 2018). "GE cambia el nombre del motor ATP a 'Catalyst' mientras se intensifica el plan de pruebas" . Flightglobal .
  33. Craig Hoyle (25 de marzo de 2022). "Avio Aero suministrará motores Catalyst para la flota de Eurodrone" . Flightglobal .
  34. Kate Sarsfield (23 de julio de 2019). "XTI selecciona el motor Catalyst para el TriFan 600 híbrido-eléctrico" . Flightglobal .
  35. 1 2 deBock, Peter (18 de septiembre de 2019). Descripción general de las turbinas y motores pequeños de GE (PDF) . Reunión anual INTEGRATE 2019. General Electric Global Research . ARPA-E . Recuperado el 23 de septiembre de 2021 .
  36. 1 2 3 4 5 6 7 "Hoja de datos del certificado de tipo E00100EN - GE Catalyst 1300-CS1A" . FAA. 7 de marzo de 2025.
  • Página del turbohélice GE Catalyst
  • «GE se instala en la República Checa: fabricará sus nuevos motores turbohélice avanzados en Europa» . Informes de GE. 20 de enero de 2016. Archivado del original el 1 de junio de 2016. Consultado el 31 de mayo de 2016 .