Revista >> Mai 2023 [Nr. 254] >> Cercetare & Invatamant superior

REMASTER, un proiect strategic pentru maximizarea expertizei României în cercetarea aerospațială europeană

Dr. ing. Raluca Maier, sef Departament Materiale Compozite pentru Aviatie, I.N.C.D. Turbomotoare COM

17 Mai 2023

Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare Turbomotoare COMOTI îşi consolidează poziţia de partener strategic în domeniul aeronautic la nivel european prin implementarea cu succes a proiectului „Development of Research infrastructure for EMerging Advanced composite materials dedicated to innovative STator ogv technologies for aircrafts Engine noise Reduction”, acronim REMASTER.

În contextul schimbărilor geopolitice din ultimii ani, dar și ca urmare a schimbării de paradigmă în abordarea problemelor climatice globale, atât la nivelul factorilor de decizie politică, precum și în cadrul mișcărilor ecologiste cu influență asupra acestor factori de decizie și a opiniei publice, Comisia Europeană a propus în 2019 un set de inițiative politice cunoscut sub numele generic de Pactul Verde European (European Green Deal - EGD). Pactul, aprobat de către Consiliul European în decembrie 2019 și adoptat de către Parlamentul European în ianuarie 2020, prevede reducerea, până în 2030, a gazelor cu efect de seră cu cel puțin 50 % față de nivelul anului 1990, și atingerea neutralității climatice la nivel continental până în 2050. Pactul Verde European include șapte domenii de acțiune politică printre care și cel de Mobilitate sustenabilă, o viziune ambițioasă pentru sectorul transporturilor. În acest context, strategia privind cercetarea şi politicile de dezvoltare în sectorul aeronautic sunt puternic influențate atât de aceste inițiative politice enunțate de EGD, dar și de viziunea programatică asupra dezvoltării durabile în acest domeniu, definită în Flightpath 2050 - Europes Vision for Aviation, document elaborat de ACARE - Advizory Council for Aeronautical Research în Europa. Țintele clar definite în acest document vizează dezvoltarea şi implementarea de noi tehnologii, măsuri și proceduri care să conducă la reducerea cu 75% a emisiilor de CO2/pasager x km și respectiv cu 90% a emisiilor de NOx, în timp ce emisiile de zgomot perceput pentru avioanele civile trebuie să se diminueze cu 65%, având ca reper valorile definite în 2000.
În lumina acestor deziderate, liderii europeni ai industriei de motoare de aeronave s-au angajat să construiască motoare noi cu grade de comprimare ridicate, care integrează noi tehnologii de reducere a nivelului de zgomot, cu o eficiență energetică mai ridicată, pentru a îndeplini standardele globale de reducere a emisiilor fixate la orizontul anilor 2050 pentru piața de aeronave civile.
Transpunerea în practică a acestor obiective se realizează de către Uniunea Europeană prin intermediul Programului Clean Sky (Clean Aviation începând cu anul 2022), principalul program de cercetare și inovare al Uniunii Europene pentru saltul aviației către un viitor durabil și neutru din punct de vedere climatic.

Rezultate notabile pe direcţii emergente ale cercetării aeronautice internaţionale
I.N.C.D. Turbomotoare COMOTI și-a integrat și consolidat constant eforturile cu aceste strategii ale Comisiei Europene în domeniul aeronautic, efectele concrete ale acestui demers fiind reprezentate de contribuţia prin rezultate notabile la atingerea obiectivelor acestora, în cadrul unor proiecte de referință la nivel european: SILENCE®-FP5 (2001), X3-NOISE -FP6 (2008) VITAL-FP6 (2004), OPENAIR-FP7 (2009), NINHA-FP7 (2010), ESPOSA-FP7 (2011), TIDE-FP7 (2013), ANIMA-H2020 (2017).
INNOSTAT-CSJU-H2020 (2019) şi REMASTER - H2020-POC (2020) sunt două proiecte de anvergură finanțate de Comisia Europeană. Primul este în curs de implementare în institut, iar cel de-al doilea a fost finalizat în 27.04.2023. Abordarea unor direcţii emergente ale cercetării aeronautice internaţionale privind dezvoltarea de noi tehnologii pentru motoarele de aviație care vor echipa viitoarele avioane în 2023, susţin şi reconfirmă totodată potențialul I.N.C.D. Turbomotoare COMOTI de cercetare-dezvoltare în acest domeniu.
Proiectul „Innovative Stator”, acronim INNOSTAT, în valoare de 2,78 milioane de euro, finanţat în octombrie 2019 în cadrul Programului CleanSky 2 Joint Undertaking (CSJU), un parteneriat public-privat între Comisia Europeană şi industria aeronautică europeană, şi în care I.N.C.D. Turbomotoare COMOTI este partener, are ca misiune dezvoltarea demonstratoarelor de palete de stator ventilator care integrează noi tehnologii pasive de reducere a nivelului de zgomot pentru motoarele turboventilator cu grad foarte mare de diluție (UHBR), prevăzute să echipeze noile avioane civile în 2030, realizând astfel baza unei noi generaţii de motoare.

Proiectul „Development of Research infrastructure for EMerging Advanced composite materials dedicated to innovative STator ogv technologies for aircrafts Engine noise Reduction”, acronim REMASTER, gândit complementar proiectului INNOSTAT-CSJU-H2020 (2019), ţinteşte într-un orizont mai larg contribuția la crearea unui reper strategic al infrastructurii experimentale românești în domeniul materialelor avansate pentru aplicații aerospațiale. Acesta a fost implementat în perioada 28.04.2020-27.04.2023, cu un buget total eligibil în valoare de 7.014.647,75 lei (finanțare nerambursabilă acordată de AMPOC - 80% contribuţia Fondului European de Dezvoltare Regională și 20% contribuție din bugetul național), prin Programul Operaţional Competitivitate 2014-2020, şi reprezintă o inițiativă de creare a unei platforme experimentale de referință pe plan regional, prin extinderea, consolidarea infrastructurii şi creșterea capabilităților de cercetare-dezvoltare în domeniul materialelor inteligente, cu greutate redusă și performanțe structurale ridicate, al proceselor de fabricație avansate și al investigațiilor experimentale dedicate tehnologiilor și inovațiilor emergente referitoare la reducerea emisiilor de zgomot aplicate motoarelor aeronavelor civile ale viitorului.

Implementarea cu succes a activităților de cercetare din cadrul proiectului a condus la atingerea integrală a obiectivelor, atât din perspectiva dezvoltării infrastructurii de cercetare şi a utilizării optime a acesteia în acord cu ţintele definite în proiect, dar mai ales din punct de vedere ştiinţific și al creşterii nivelului tehnologic. În cadrul proiectului s-au obţinut rezultate notabile privind definirea unei noi tehnologii pasive de reducere a nivelului de zgomot (5dB global, valoare superioară obiectivului proiectului de 2dB) produs de curgerea turbulentă care interacționează cu bordul de atac al paletelor de stator de ventilator tip OGV (Outer Guide Vane), în motoarele de tip turbofan (turboventilator).

Totodată, dezvoltarea acestui concept acustic, utilizand atât tehnologii emergente de fabricație aditivă, cât și tehnologii convenționale utilizate la nivel industrial, validarea numerică, validarea experimentală a performanțelor pe stand de testare aeroacustic dezvoltat în cadrul proiectului, și în final fabricarea din materiale compozite ranforsate cu fibre de carbon a demonstratoarelor la scară reală care integrează aceste noi rezultate, etapă premergătoare transferului la nivel industrial, constituie principalele rezultate și contribuții la misiunea cercetărilor la nivel european în domeniul aeronautic care au ca țintă dezvoltarea de motoare noi, cu grade de comprimare ridicate, care integrează noi tehnologii de reducere a nivelului de zgomot, cu o eficiență energetică mai ridicată, menite să răspundă standardelor globale de reducere a emisiilor fixate la orizontul anilor 2050 pentru piața de aeronave civile.

Dezvoltarea infrastructurii de cercetare în domeniul materialelor inteligente, cu greutate specifică redusă și performanțe structurale ridicate, al proceselor de fabricație avansate și al investigațiilor experimentale dedicate tehnologiilor și inovațiilor pentru domeniul aeronautic, dar și rezultatele ştiințifice obținute în cadrul proiectului REMASTER, contribuie indubitabil la consolidarea bazei colaborărilor deja de tradiție cu entități de renume în domeniul aviației la nivel european (SAFRAN Aircraft Engines), deschizând totodată perspectiva diversificării portofoliului de servicii de cercetare pe care institutul îl poate oferi terților, ca parte în proiecte naționale și europene.