El General Electric Catalyst (anteriormente Advanced Turboprop o ATP ) es un motor turbohélice de GE Aerospace . Se anunció el 16 de noviembre de 2015 y propulsará el Beechcraft Denali . Se puso en funcionamiento por primera vez el 22 de diciembre de 2017 y debería estar certificado en 2024. El motor, de 850 a 1600 hp (630 a 1190 kW), apunta a una eficiencia un 20 % mejor que su competencia gracias a una relación de presión general de 16:1 , álabes del estator variables, álabes de turbina refrigerados , piezas impresas en 3D y FADEC .
Después de introducir el General Electric H80 en 2010 para mejorar el Walter M601 , GE comenzó a analizar su competencia e ideó un motor de diseño limpio en 2014, luego fue seleccionado para la competencia Cessna Denali . [2] En septiembre de 2015, General Electric creó un centro de desarrollo de turbohélice europeo, después del cierre del US-Exim Bank en junio, invirtiendo más de $400 millones y creando entre 500 y 1000 puestos de trabajo. [3] El motor se anunció el 16 de noviembre de 2015 en la feria comercial anual de la Asociación Nacional de Aviación Comercial . [4]
En 2016, la caja de cambios, la turbina de potencia y la cámara de combustión se fabricarían en Turín , los componentes rotativos se suministrarían desde Varsovia y la línea de montaje final se planificó en Walter Engines en Praga . [5] En ese momento, los componentes principales se dividieron entre las instalaciones propiedad de GE en Polonia e Italia, ambas pertenecientes a Avio Aero . [5] Avio Aero fue adquirida por GE en 2013. [6] A partir de 2021, el sitio web de Avio Aero no enumera ninguna instalación en Varsovia. [7] Fue diseñado por GE en Europa, [8] y para la turbina del generador de energía 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 . [9]
En octubre de 2017, GE recibió el 85% de las piezas, con lo que estaba en condiciones de entregar el primer motor de prueba a finales de año. [10] En ese momento, el vehículo compresor centrífugo axial (conjuntos de estator, rotor y sección fría) se probó en Múnich para validar su eficiencia, rendimiento y operabilidad. [11]
Después de 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 hacer funcionar 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 fines 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 reclutado a unos 180 empleados, y se espera que otros 80 en 2018 entre otros 500 para la instalación 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, los EE. UU. y otros lugares. Se abrirán seis celdas de prueba, se construirán 10 motores de prueba y se volará más tarde en 2018 en un banco de pruebas volador; las pruebas de certificación durante 2018-2019 incluyen pruebas de altitud, rendimiento y alta vibración. [12]
En marzo de 2018, la primera muestra funcionó casi 40 horas antes de varios años de revisión de monitoreo de salud . El próximo 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 de Denali en el primer trimestre de 2019. [13] Su desarrollo es un 30% más rápido que los nuevos proyectos anteriores de GE, ya que el programa de desarrollo tiene 10 motores, además de 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 de vuelo, 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 de Denali. [2] A fines de mayo de 2018, se completaron 60 horas de pruebas, incluidas las de máxima potencia, mientras que el ensamblaje del segundo motor estaba casi completo para una primera prueba de verano; la certificación de los componentes era inminente y debería ser seguida por pruebas de certificación del motor completo, comenzando con pruebas de ingestión y altitud . [14] 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 más adelante en el año para pruebas de altitud; el rendimiento está en el objetivo o es mejor de lo previsto. [15]
En mayo de 2019, los motores de prueba funcionaron hasta 41.000 pies (12.000 m) en una cámara de altitud y durante 1.000 h, simulando tres años de operaciones, mientras que el FADEC funcionó 300 h en el pájaro de hierro Denali . [16] En octubre de 2019, más de 1.000 ciclos de motor registraron 1.600 h de pruebas: 1.200 h en celdas de prueba y 400 h en plataformas de compresores. Se completaron las pruebas de altitud, resistencia, vibración, durabilidad e ingestión, así como las pruebas de controles de hélice integrados y las pruebas de sobrevelocidad de la turbina del generador de gas y del compresor de alta presión. Los nuevos requisitos de pruebas de formación de hielo retrasaron la primera entrega del motor hasta 2020, y el primer vuelo del Beechcraft Denali aún más. Para entonces, se ensamblaron cinco motores y otros dos deberían completarse antes de que finalice 2019. [17] La primera prueba de vuelo 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 pruebas de la FAA, incluidas las pruebas de formación de hielo. [18]
En julio de 2021, se habían producido 16 motores y completado 2.500 horas de funcionamiento; ya que se había completado el 30% de las pruebas de certificación de Catalyst, incluidas algunas pruebas de formación de hielo. [19] Las pruebas han demostrado más potencia a grandes altitudes de lo esperado y un 1-2% más de eficiencia de lo previsto, hasta un 16-17% más que los competidores. [19] Se instaló un turbohélice en un Beechcraft King Air 350 en Berlín que completó algunas pruebas de rodaje, para lograr su vuelo inaugural en los próximos meses y la certificación a fines de 2022. [19] Se instaló otro motor en un fuselaje de Denali para realizar su primer vuelo antes de fin de año y lograr la certificación en 2023. [19]
El Catalyst realizó su primer vuelo en un banco de pruebas King Air el 30 de septiembre de 2021 de la mano del piloto de pruebas jefe de BBA Sigismond Monnet y el ingeniero de pruebas de vuelo principal Alessandro Ramazzotti. [20] El 22 de noviembre, el Denali realizó su primer vuelo con un motor Catalyst, con el objetivo de obtener una certificación en 2025. [21]
En mayo de 2023, la certificación de Denali se retrasó hasta 2025 debido a 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, después de haber completado 16 de las 22 pruebas de certificación del motor planificadas y 26 de las 37 pruebas de certificación de componentes, pruebas en climas cálidos y ensayos a bajas temperaturas. [22]
El GE Catalyst está destinado a cubrir el mercado entre el H80 y el CT7. [23] Competirá con el Pratt & Whitney Canada PT6 , producido en 51.000 unidades y que lideró el mercado de turbohélices pequeños durante 50 años, sumándose al General Electric H80 de menos de 850 caballos de fuerza (630 kW) . Ha sido seleccionado para propulsar el nuevo avión turbohélice monomotor Beechcraft Denali, con capacidad para 12 pasajeros a más de 280 nudos (520 km/h) durante 1.500 millas náuticas (2.800 km). GE planea invertir hasta mil millones de dólares en el proyecto, incluidos 400 millones de dólares para un centro de fabricación en Europa. [24]
El turbohélice avanzado de 1.300 caballos de fuerza en el eje (970 kW) podría ampliarse a un rango de 850 a 1.600 caballos de fuerza (630 a 1.190 kW). Su relación de presión general 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 a 6000 horas. [25] El compresor se deriva del General Electric T700 con cuatro etapas axiales y una sola etapa centrífuga, con el mismo diseño aerodinámico 3D utilizado en el GE9X . El motor incluye álabes de estator variables (VSV) y piezas impresas en 3D . [26]
La cámara de combustión monoanular de flujo inverso se asemeja al diseño del 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 contrarrotante . Un sistema de control de propulsión integrado FADEC gobernará tanto el paso del motor como de la hélice como un sistema completo. [27]
Doce piezas impresas en 3D reemplazan 855 piezas: marcos, revestimientos de la cámara de combustión, cárteres , caja de escape , carcasas de cojinetes , componentes estacionarios en el camino de flujo e intercambiadores de calor . El peso total se reduce en un 5% y el consumo específico de combustible de los frenos mejora en un 1%. La impresión 3D no se utiliza para componentes rotativos como palas , discos y rotores . [28] El 35% del motor se imprimirá en GE, lo que reducirá el recuento de piezas serializadas a 35. [29] Se imprimen a partir de una aleación de titanio . [12]
El tiempo entre revisiones es de 4.000 horas, un 33% más que su principal competidor. Es el primer turbohélice de su clase con dos etapas de álabes del estator variables. [1] Contará con un sistema de hélice compuesto de cinco palas de McCauley , una filial de Textron . [5]
Ahora los turbohélices deben estar certificados para la formación de 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 más pesada y perjudicaría la aerodinámica del motor. GE propuso canalizar hacia la entrada del motor el aceite caliente desde un cárter de caja de cambios auxiliar para evitar la formación de hielo y probará esto en una instalación canadiense para clima frío en el verano de 2018. [30]
Las turbinas refrigeradas permiten temperaturas de funcionamiento 150 °C (300 °F) más altas. Su FADEC, VSV y una turbina LP contrarrotante de tres etapas generan un 10 % más de potencia de crucero, manteniendo la máxima eficiencia en condiciones fuera de diseño para una mejor tasa de caída de presión y potencia en altitud. El cárter de una sola pieza reemplaza 45 piezas convencionales y se imprimirá en solo cuatro días, en lugar de los 14 que se necesitaban inicialmente. [2]
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