Revista >> Iunie - Iulie 2024 [Nr. 265] >> Top Story

Demonstratorul RACER, un success story european cu contribuție strategică românească

Alexandru Batali

18 Iulie 2024

INCAS iși reconfirmă statutul de lider regional în cercetarea aerospațială

INCAS - Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare Aerospaţială „Elie Carafoli” se afirmă în cercetarea aeronautică europeană de vârf prin rolul cheie jucat în dezvoltarea demonstratorului RACER, fundamentul unei noi generaţii de elicoptere la nivel european. Institutul a participat pe 15 mai, în Marignane, Franța, la prezentarea oficială RACER, făcută de către compania Airbus Helicopters, și a asistat la primul zbor reușit al elicopterului, care a durat timp de aproximativ 30 de minute. Evenimentul a marcat o etapă esențială pentru Clean Aviation - principalul program de cercetare și inovare al Uniunii Europene dedicat evoluției aviației către un viitor durabil și neutru din punct de vedere climatic -, cât și pentru partenerii implicați. Demonstratorul RACER, proiectul fanion al inițiativei tehnologice anterioare, Clean Sky2, este rezultatul unui puternic program european de cercetare colaborativă, dezvoltat în coordonarea Airbus Helicopters împreună cu 40 de parteneri din 13 țări europene. România, prin intermediul consorțiului RoRCraft, format din INCAS - Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare Aerospațială „Elie Carafoli” în calitate de lider și ROMAERO S.A. în calitate de partener industrial, a avut cea mai importantă contribuţie la realizarea structurii elicopterului, fiind responsabilă de proiectarea și fabricaţia fuselajului noului elicopter.

În acelaşi timp consemnăm, la nivel tehnologic şi industrial, o premieră în ţara noastră: pentru RACER s-au realizat, în România, primele structuri hibride compozit-metal portante de elicopter, precum și implementarea tehnologiilor de fabricație și montaj necesare la ROMAERO S.A. Importanța acestei realizări este istorică atât pentru membrii consorțiului, cât și pentru capabilitățile României în domeniu, întrucât prin acest proiect s-a reuşit prima livrare de flightworthy structure (structură avionabilă). Cu această ocazie INCAS a demonstrat că este capabil să se ridice la înălţimea misiunii încredinţate de Airbus Helicopters, care i-a alocat dezvoltarea unui perimetru important din elicopter, cu un grad ridicat de risc tehnologic. INCAS, ca lider de consorțiu, a dovedit încă din faza premergătoare câștigării proiectului, mai ales prin proiectele reuşite din Clean Sky1, că are experiența de a aborda multisistemic un proiect de o asemenea anvergură (TRL 6) şi poate să conducă activităţi vitale pentru succesul unei astfel de inițiative europene. Concret, activitățile consorțiului român RoRCraft coordonat de INCAS au constat în proiectarea, fabricația, testarea şi elaborarea documentației de certificare pentru fuselajul principal al viitorului elicopter.

Proiectarea
În cadrul proiectului, INCAS a efectuat activități de proiectare avansată în domeniul structurilor metalice și din compozit, utilizând cele mai actuale tehnologii din domeniu, precum Realitatea Virtuală și Augumentată, în vederea optimizării activității de mentenanță. Echipa de proiectare a integrat în structura fuselajului toate interfețele corespunzătoare sistemelor elicopterului (mai mult de 360 de interfețe), unele dintre acestea fiind critice din punct de vedere al arhitecturii elicopterului. Tehnologiile propuse pentru realizarea fuselajului (structură hibridă din metal-compozit, utilizarea fabricației aditivate în reperele structurale etc.) și metodele de calcul de rezistență folosite au condus la obținerea unei structuri optime din punct de vedere al capabilității de preluare a sarcinilor în raport cu masa structurii.

Fabricaţia
INCAS a coordonat activitatea de fabricație a fuselajului principal și a specimenelor destinate testelor necesare pentru certificare, prin organizarea internă a structurii și optimizarea procesului de livrare a documentației de execuție către partenerul ROMAERO, creând un mediu propice activităților de fabricație (minimizând riscurile legate de achiziția de materiale, scule și repere standardizate) prin îmbunătățirea infrastructurii alocate fabricației, precum și susținerea activității de fabricație în timpul pandemiei de COVID-19.

Testarea
Activitățile de testare statică de rezistență pentru cele două specimene fabricate (de mari dimensiuni) din perimetrul fuselajului principal au fost realizate la STRAERO, entitate de testare structuri de aviație, parte din grupul INCAS. Testele efectuate pe baza programelor de testare elaborate de către echipa de calcul de rezistență din INCAS au constat în aplicarea unui sistem complex de forțe în interfețele de joncționare a fuselajului cu alte elemente structurale (de exemplu aripi, tren de aterizare etc.) și măsurarea efectelor acestora în structură. Prin profesionalismul specialiștilor de testare, aceștia au dezvoltat un ecosistem de testare unic în România, ce a asigurat nu doar efectuarea cu succes a tuturor cazurilor de încărcare, dar a furnizat și un grad ridicat de siguranță în protejarea acestor specimene unice de o posibilă deteriorare din cauza forțelor mari aplicate (de ordinul tonelor).

Certificarea
Documentația de stress pe care specialiștii din cadrul INCAS au elaborat-o a reprezentat baza activității de certificare a întregului elicopter în fața Autorității Aeronautice din Franța pentru obținerea permisului de zbor. Metodele complexe de calcul structural au fost validate prin testele fizice efectuate pe specimenele de probă statică conform piramidei de testare și au fost aplicate pentru fundamentarea comportamentului structurii. Prin acceptarea de către Airbus Helicopters a filozofiei de fundamentare propusă de către INCAS, dar și a finalizării și predării documentației de stress, Institutul a demonstrat capabilitatea de a prelua cu succes activități de certificare în domeniul aeronautic conform regulamentelor EASA în vigoare.

Câştigurile
Dialogul cu o parte din membrii reprezentativi ai echipei INCAS implicate în managementul strategic şi implementarea RACER ne permite să descoperim complexitatea şi provocările acestui proiect, precum şi câştigurile capitalizate de INCAS şi cercetarea românească. Ing. Adrian Gâz, Manager Program/Inginer Şef, Dr. ec. Daniela Mocenco, Responsabil Program, Ing. Cristian Moisei, Stress Leader, și Ing. Octavian Nistor, Responsabil Program Testare şi specialist în cadrul colectivului de Analiză Structuri, au răspuns invitaţiei de a cunoaşte o parte din faţa nevăzută a proiectului RACER, dintr-o perspectivă pur românească.

Cum a ajuns RoRCraft să aibă cel mai mare aport în realizarea structurii RACER?
Ing. Adrian Gâz: Ne-am câştigat dreptul de participare la acest program prin faptul că am demonstrat în Clean Sky1, cu precădere în proiectul Blade, că putem finaliza astfel de misiuni, dar a contat şi propunerea noastră de proiect, prezentată pentru dezvoltarea noului elicopter. Au existat iniţial mai mulţi contracandidaţi, iar INCAS a fost ales câştigător, varianta noastră fiind considerată mai apropiată de obiectivele finale ale proiectului. Airbus Helicopters a apreciat faptul că puteam acoperi mult mai multe etape esenţiale de realizare: design, fabricaţie, testare structurală şi documentație de certificare. O parte din expertiză am dobândit-o pe parcursul derulării proiectului. În privința fabricaţiei de panouri din materiale compozite, de exemplu, bazându-ne pe expertiza Airbus Helicopters, am iniţiat activităţi de învăţare având ca rezultat demonstratoare tehnologice din compozit a caror calitate a ajuns în final la cea de „bun pentru zbor”. Deci unele aspecte le-am pus la punct din mers…
Subliniez că am avut în cadrul proiectului statutul de Core Partner datorită faptului că perimetrul acoperit de consorțiul românesc a fost unul important ca dimensiune, atât fizică, cât și din punct de vedere a complexității și diversității activităților, riscul tehnologic fiind mare. Acest statut ne-a permis să putem implementa propriile abordări de design și implicit de tehnologie. În final, am dus la bun sfârşit misiunea încredinţată, iar satisfacţia cea mai mare este faptul că am creat un obiect care zboară. Am fost capabili să facem cercetare aplicativă de nivel TRL6. Am devenit mai bogaţi ca echipă şi la nivelul relaţiilor interumane şi profesionale, eu personal având ocazia să interacţionez şi să cunosc mai bine colegi deosebiţi din INCAS, ROMAERO şi de la Airbus.

Care a fost feedback-ul primit din partea Airbus?
Ing. Adrian Gâz: Încă din etapa de început a proiectului, Airbus ne-a calificat drept o echipă proactivă dornică să facă faţă provocarilor unui proiect de mare anvergură. Am venit cu un suflu nou şi cu o dorinţă mare de a face şi reuşi, chiar dacă nu aveam toate informaţiile şi resursele la dispoziţie, chiar dacă erau unele întârzieri în foaia de parcurs. A contat însă că echipa de management a reuşit să facă lucrurile să ajungă mereu la un numitor comun favorabil evoluţiei per ansamblu a întregului proiect.