Revista >> Noiembrie 2025 [Nr. 278] >> Cercetare & Invatamant superior

INFRASEAL, infrastructură de cercetare COMOTI dedicată evoluției aviației europene

Dr. ing. Lica Flore, INCD Turbomotoare COMOTI

25 Noiembrie 2025

Transpunerea în practică a obiectivelor Uniunii Europene privind decarbonizarea şi reducerea utilizării combustibililor fosili în transportul aerian se realizează prin intermediul programelor de cercetare Clean Sky şi Clean Aviation, programe menite să conducă aviația spre un viitor durabil și neutru din punct de vedere climatic. Astfel, o eficiență energetică mai ridicată a devenit o prioritate pentru îndeplinirea obiectivelor de îmbunătățire a calității aerului și a temperaturii globale. În acest sens, au fost identificate direcțiile cheie pentru eforturile de cercetare și inovare în reducerea emisiilor viitoarelor aeronave şi, în consecinţă, a turbomotoarelor.

INCD Turbomotoare COMOTI s-a raliat eforturilor comune ale entităţilor europene implicate în realizarea unei aviații curate. Primii paşi au fost făcuţi încă din anii 2011-2015, când, în cadrul programului Clean Sky 1, institutul a implementat două proiecte: ELTESTSYS (Electrical test bench drive systems: mechanical interfaces) şi STARTGENSYS (Adaptation kit design & manufacturing: APU driving system), a căror finalitate a fost realizarea, instalarea şi punerea în funcţiune în facilitățile SAFRAN din Paris, a cinci bancuri de testare a generatoarelor și starter-generatoarelor electrice de aeronavă de înaltă performanţă, ca parte a conceptului „more electric aircraft” (Fig.1).

După finalizarea cu succes a celor două proiecte, în perioada 2018-2021 COMOTI a implementat un alt proiect, AIRSEAL (Airflow characterization through rotating labyrinth seal), propus şi finanţat de Comisia Europeană, al carui obiectiv era de creştere a eficienței și puterii turbinelor cu gaz printr-o proiectare îmbunătățită a componentelor de curgere din interiorul turbomotoarelor (Fig.2).

Implementarea proiectului a inclus, pe lângă realizarea unui banc de testare, şi o serie de campanii de teste a etanșărilor cu labirinţi rotativi, soluţii tehnice care se aplică în construcţia componentelor principale ale maşinilor rotative, cum ar fi turbinele și compresoarele. Scopul etanșărilor cu labirinti rotativi este de a controla scurgerile de gaze din zonele de înaltă presiune către zonele de joasă presiune. Managementul adecvat al acestor scurgeri se reflectă în creşterea eficienței și stabilităţii motorului.
Pe parcursul implementării proiectului de mai sus, a apărut ideea de propunere a unui nou proiect către Comisia Europeană, astfel încât cercetările desfăşurate până la acel moment să-și atingă potențialul maxim. Propunerea oferea un mediu de testare la scara întregului turbomotor, înlocuind calculele de similitudine a rezultatelor obţinute prin testare, efectuate în cazul proiectului anterior. Astfel, INCD Turbomotoare COMOTI a propus Comisiei Europene proiectul complementar proiectului AIRSEAL, de extindere a capabilităţilor de testare, care să elimine scalabilitatea tehnologiei de realizare a etanşărilor cu labirinţi rotativi.
Propunerea cu titlul „Dezvoltarea infrastructurii de cercetare pentru caracterizarea etanşărilor cu labirint rotativ - INFRASEAL” a fost transmisă Comisiei Europene pentru evaluare şi a primit recomandarea pentru finanţare prin intermediul Programului Operaţional Competitivitate 2014-2020, în conformitate cu Memorandumul de Înțelegere cu Întreprinderea comună (JTI) Clean Sky 2, semnat la 17 iulie 2015 de România. Ca urmare, s-a emis Certificatul Synergy Label în data de 27.08.2019, prin care s-a confirmat, în fapt, necesitatea existenţei în cadrul comunitar a unei astfel de infrastructuri (Fig.3).

Obiectivele specifice ale proiectului INFRASEAL https://infraseal-project.eu/ vizează crearea și dezvoltarea infrastructurii de cercetare experimentale și numerice, capabile să testeze etanşări cu labirinţi rotativi şi camere de ardere de înaltă presiune cu debite de aer mari (10 kg/s) și presiuni mari (50 bari). Rezultatul principal al proiectului este o nouă infrastructură de cercetare constând dintr-o platformă de testare experimentală care include o stație de alimentare cu aer, un turn de răcire, reţea de conducte de aer de înaltă presiune, sisteme de comandă și control, echipamente de măsurare dedicate, sisteme de procesare și achiziție de date.
Implementarea proiectului a necesitat parcurgerea unor activităţi diverse: proiectare, fabricaţie, achiziţii şi lucrări de construcţii (hală staţie de comprimare, turn răcire, clădire stand de testare, proiectare şi construcţie reţea conducte de aer de înaltă presiune, lucrări de alimentare cu apă de răcire şi energie electrică). Toate acestea s-au derulat pe parcursul a cinci ani, perioadă marcată de dificultăţi şi constrângeri greu de anticipat la momentul propunerii de proiect (pandemia, războiul din Ucraina, creşterea spectaculoasă a preţurilor la materiale şi echipamente). Spre exemplificare, întreaga infrastructura de cercetare realizată cumulează peste 60 tone de echipamente diverse; de la calculatoare de proces, elemente de automatizare, senzori de măsură, celule electrice, motoare electrice de mare putere (2,3MW) s.a.m.d, până la sute de metri conducte din oţel de înaltă presiune.

Alimentarea cu energie electrică a grupurilor de comprimare a necesitat realizarea şi punerea în funcţiune a unei stații electrice de medie tensiune (6kV) cu puterea de 7MVA pentru alimentarea celor 4 motoare electrice de antrenare cu puteri de 2x2300 kW, respectiv 2x630 kW.
Un efort deosebit a constat în realizarea softului de operare, monitorizare a funcţionarii şi achiziţiei datelor de proces. Provocarea a constat în numărul mare de parametri care trebuiesc urmăriţi, a numărului mare de elemente de execuţie din cadrul procesului şi a necesităţii realizării comenzii, atât local (panou operator), cât şi de la distanţa (cameră de comandă), Fig.7.