Yeni nesil jet motorları için küresel yarış kızışıyor

Bu yarışın merkezinde, özellikle dar gövdeli uçakların geleceğini şekillendirmesi beklenen “open fan” (açık fan) motor tasarımı yer alıyor. Amaç, Boeing ve Airbus’un daha düşük yakıt tüketimi taleplerine yanıt verebilmek.

Açık fan konsepti ve süper bilgisayarlar

Dünyanın en büyük uçak motoru üreticilerinden GE Aerospace, son üç yılda ABD Enerji Bakanlığı’na ait en hızlı süper bilgisayarları yoğun biçimde kullanan şirketler arasında yer aldı. Bu altyapı, geleneksel motorlardan farklı olarak fan kanatları muhafaza içinde olmayan açık fan konseptinin aerodinamik ve akustik davranışlarını modellemek için kullanıldı.

GE, bu alanda Fransız motor üreticisi Safran ile birlikte çalışıyor. İki şirketin ortak girişimi CFM International, açık fanın gelecek nesil dar gövdeli uçaklar için en güçlü aday olduğunu savunuyor.

Yakıt verimliliği ve iklim baskısı

Havacılık sektörü, 2050 yılına kadar net sıfır emisyon hedefine ulaşmayı amaçlarken, yeni nesil uçakların mevcut modellere kıyasla çok daha az yakıt tüketmesi gerekiyor. GE ve Safran yöneticileri, açık fan tasarımının mevcut kapalı fanlı mimarilere kıyasla yaklaşık yüzde 20 yakıt tasarrufu sağlayabileceğini belirtiyor.

GE’nin “uçuşun geleceği”nden sorumlu başkan yardımcısı Arjan Hegeman, “Endüstri ve dünya, motor performansında gerçek bir sıçramaya ihtiyaç duyuyor. Mevcut mimarileri evrimsel olarak geliştirmek mümkün, ancak bunun sınırları çok dar,” ifadelerini kullandı.

Açık fan neden farklı

Açık fan motorlar, geleneksel turbofanlarda bulunan motor muhafazasına sahip değil. Bu durum; daha düşük ağırlık ve sürükleme anlamına gelirken, daha büyük fanların kullanılmasına ve dolayısıyla yakıt verimliliğinin artmasına imkân tanıyor.

Her ne kadar bu teknoloji yeni olmasa da GE 1980’lerde benzer konseptleri test etmişti gürültü gibi teknik sorunlar ilerlemeyi sınırlamıştı. Şirket, günümüzde süper bilgisayarlar sayesinde fan kanatlarının gürültü seviyesini önemli ölçüde azaltabildiğini vurguluyor.

Safran Üst Yöneticisi Olivier Andriès ise, “Fizik çok net: açık fan, kapalı fanlı her mimariden daha düşük yakıt tüketimi sunuyor,” değerlendirmesinde bulundu.

Airbus, Boeing ve test uçuşları

CFM International, açık fan motoru için Airbus ile birlikte çalışıyor. Airbus’ın, on yılın sonuna doğru modifiye edilmiş bir A380 üzerinde açık fan motoru ile test uçuşları gerçekleştirmesi planlanıyor. Bu testlerin, gelecekteki uçak programlarında hangi motor mimarisinin seçileceğini belirlemede kritik rol oynaması bekleniyor.

Airbus ise henüz nihai bir karar verilmediğini ve Rolls-Royce ile Pratt & Whitney (RTX bünyesinde) gibi diğer motor üreticileriyle de görüşmelerin sürdüğünü ifade ediyor.

Rakip yaklaşımlar ve çekinceler

Rolls-Royce, yalnızca geniş gövdeli uçaklar için motor üretmesine rağmen, yeni UltraFan motorunun küçültülmüş bir versiyonunu 2028’de yerde test etmeyi hedefliyor. Şirket yetkilileri, açık fan teknolojisini iyi bildiklerini ancak bunu bir sonraki nesil uçaklar için uygun görmediklerini belirtiyor.

Pratt & Whitney cephesinde ise ikinci nesil dişli turbofan (geared turbofan) motorlara odaklanılmış durumda. Şirket, açık fan mimarisinin entegrasyon, gürültü, sertifikasyon ve sanayi risklerini artırarak yakıt tasarrufu avantajını büyük ölçüde dengelediği görüşünde.

Dayanıklılık, bakım ve havayollarının beklentileri

Sektör uzmanları, yeni nesil motorların yalnızca verimli değil, aynı zamanda dayanıklı ve bakım maliyetleri düşük olması gerektiğine dikkat çekiyor. Son yıllarda motor tedarik zincirinde yaşanan sorunlar, havayolları üzerinde ciddi baskı oluşturdu.

Leeham News and Analysis analisti Bjorn Fehrm’e göre, “Havayolları, yüzde 15 daha iyi yakıt tüketimi isterken bakım maliyetlerinin de kontrol altında tutulmasını talep ediyor.”

GE, açık fan konsepti kapsamında erken aşamada dayanıklılık testleri ve toz yutma denemeleri gerçekleştirdiğini belirtiyor.

Geleceğin uçak tasarımları

Açık fan motorlarının benimsenmesi, yalnızca motoru değil, uçağın genel tasarımını da etkileyecek. Airbus; kanat altı klasik yerleşimin yanı sıra, motorların arka gövdeye monte edildiği alternatif konfigürasyonları da inceliyor.

Uzmanlara göre, açık fan motorlarının “geleneksel tüp ve kanat” tasarımında sertifikasyon ve verimlilik açısından ciddi zorluklar yaratması muhtemel. Bu nedenle daha bütünleşik, gövde ile kanadın birleştiği yeni nesil tasarımlar gündeme gelebilir.

Karar uçak üreticilerinde

GE ve Safran, şu aşamada nihai bir motor geliştirme programından ziyade teknolojileri olgunlaştırmaya odaklandıklarını vurguluyor. Andriès, geliştirilen birçok teknolojinin kapalı fanlı motorlara da uygulanabileceğini belirtiyor.

Son karar ise Airbus ve Boeing’e ait olacak. Hegeman’a göre, sektör ve yolcular güvenlik ve verimlilik net biçimde ortaya konduğunda açık fan motorlarını benimseyecek:

Evet, farklı görünüyor. Ama bunun bir nedeni var. Bu farklı bir ürün ve geleceğin standart motoru olabilir.