El GTRE GTX-35VS Kaveri es un proyecto de turbofan de postcombustión desarrollado por el Gas Turbine Research Establishment (GTRE), un laboratorio dependiente de la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa (DRDO) en Bengaluru , India . El Kaveri, un diseño indio, estaba destinado originalmente a impulsar los modelos de producción del avión de combate ligero (LCA) HAL Tejas desarrollado por Hindustan Aeronautics Limited . Sin embargo, el programa Kaveri no cumplió los requisitos técnicos necesarios ni cumplió con los plazos previstos y fue oficialmente desvinculado del programa Tejas en septiembre de 2008.
Después de estar en suspenso durante casi una década, ahora se está desarrollando una variante seca del motor Kaveri para impulsar el DRDO Ghatak . [2]
En 1986, la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa (DRDO) del Ministerio de Defensa de la India recibió autorización para lanzar un programa para desarrollar un motor autóctono para los aviones de combate ligeros. Ya se había decidido al principio del programa LCA equipar el avión prototipo con el motor turbofan de postcombustión General Electric F404 -GE-F2J3, pero si este programa paralelo tenía éxito, se pretendía equipar el avión de producción con este motor autóctono.
La DRDO asignó la responsabilidad principal del desarrollo a su Centro de Investigación de Turbinas de Gas (GTRE), que tenía cierta experiencia en el desarrollo de motores a reacción. Había desarrollado el turborreactor de postcombustión GTX37-14U , que funcionó por primera vez en 1977, y fue el primer motor a reacción diseñado íntegramente en la India. [3] Le siguió un derivado del turboventilador, el GTX37-14UB. El GTRE volvió a la tecnología turborreactor con el GTX-35, muy rediseñado, pero insatisfactorio.
Para el programa LCA, el GTRE volvería a adoptar un diseño de turbofan al que denominó GTX-35VS " Kaveri " (llamado así por el río Kaveri ). El desarrollo a gran escala se autorizó en abril de 1989 en lo que entonces se esperaba que fuera un programa de 93 meses cuyo costo se estimaba en 3.820 millones de rupias (47,8 millones de dólares estadounidenses). Desarrollar un nuevo motor normalmente cuesta hasta 2 mil millones de dólares, según ejecutivos de la industria de motores. [4]
Los planes originales preveían la construcción de 17 prototipos de motores de prueba. El primer motor de prueba constaba únicamente del módulo central (llamado " Kabini ", un importante afluente y frecuentemente citado punto de partida del río Kaveri), mientras que el tercer motor fue el primer ejemplo equipado con paletas de estator variables en las tres primeras etapas del compresor. El motor central Kabini funcionó por primera vez en marzo de 1995. Las pruebas del primer prototipo completo Kaveri comenzaron en 1996 y los cinco ejemplos de prueba en tierra estaban en prueba en 1998; Las pruebas de vuelo iniciales estaban previstas para finales de 1999, y el año siguiente se realizaría el primer vuelo de prueba en un prototipo LCA. Sin embargo, el progreso en el programa de desarrollo de Kaveri se vio frenado por dificultades tanto políticas como técnicas. [5] [6]
En 2002, se había hecho pública poca información sobre la naturaleza de los desafíos técnicos del Kaveri , pero se sabía que el Kaveri tenía una tendencia a fallar en las palas de las turbinas, lo que requería adquirir palas de SNECMA (así como sistemas de control digital del motor). . [7]
Los continuos problemas de desarrollo con el Kaveri dieron como resultado la decisión de 2003 de adquirir el motor F404-GE-IN20 mejorado para los ocho aviones de preproducción de producción en serie limitada (LSP) y dos prototipos navales. En febrero de 2004, la ADA adjudicó a General Electric un contrato por valor de 105 millones de dólares para el desarrollo, la ingeniería y la producción de 17 motores F404-IN20, cuya entrega comenzará en 2006.
A mediados de 2004, el Kaveri falló en sus pruebas a gran altitud en Rusia, acabando con las últimas esperanzas de introducirlo en el primer avión Tejas de producción. [8] Este desafortunado desarrollo llevó al Ministerio de Defensa de la India (MoD) a encargar 40 motores IN20 más en 2005 para los primeros 20 aviones de producción, y a apelar abiertamente a la participación internacional para completar el desarrollo del Kaveri . En febrero de 2006, la ADA adjudicó un contrato a SNECMA para que prestara asistencia técnica para resolver los problemas del Kaveri . [9]
En diciembre de 2004, se reveló que el GTRE había gastado más de 13.000 millones de rupias (162,8 millones de dólares estadounidenses) en el desarrollo del Kaveri . Además, el Comité de Seguridad del Gabinete consideró que Kaveri no se instalaría en la LCA antes de 2012 y revisó su estimación del costo total de desarrollo proyectado a 28,39 mil millones de rupias (356 millones de dólares estadounidenses). [10]
En abril de 2005, "hay buenos avances" en el desarrollo del motor Kaveri, según declaró a The Hindu M. Natarajan, asesor científico del Ministro de Defensa . "Estamos planeando integrar un prototipo de motor Kaveri en uno de los prototipos LCA en algún momento de 2007 para comprender los matices de un paquete de energía tan complejo", dijo además a The Hindu. [11]
En febrero de 2006, los expertos estadounidenses dijeron a PTI que "Kaveri es verdaderamente un motor de clase mundial". "Estamos listos para asociarnos con la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa para hacer que Kaveri funcione", dijo a PTI el general William J. Begert de Pratt and Whitney. Pero el secretario de DRDO, Natrajan, dijo a PTI que "pero Kaveri es y seguirá siendo un proyecto indio". [12]
El 5 de febrero de 2007, el asesor científico del Ministro de Defensa, M. Natarajan, dijo que se había logrado entre el 90 y el 93 por ciento del desempeño esperado y que el gobierno había expresado recientemente su interés en buscar socios para hacer avanzar el programa. [13] Hasta el 11 de febrero de 2008, Kaveri había sido sometido a 1.700 horas de pruebas y había sido enviado dos veces a Rusia para someterse a pruebas a gran altitud para las cuales la India no tenía instalaciones. El motor también se está probando para impulsar la próxima generación de vehículos aéreos no tripulados . [14]
En julio de 2007, GTRE dividió el programa Kaveri en dos programas separados. Son el programa K9+ y el programa K10. El programa K9+ es un programa para probar el concepto de diseño completo y obtener experiencia práctica en la integración de motores de aeronaves y pruebas de vuelo para cubrir una envolvente de vuelo truncada definida antes del lanzamiento de la versión de producción del motor estándar K10. Mientras que el Programa K10 es una sociedad conjunta (JV) con un fabricante de motores extranjero. El motor del programa K10 será el motor Kaveri estándar de producción final y tendrá menos peso y más empuje de recalentamiento junto con otros cambios para cumplir con la intención del diseño original. [15]
En septiembre de 2008, se anunció que el Kaveri no estaría listo a tiempo para el Tejas y que habría que seleccionar un motor en producción. [16] El desarrollo del Kaveri por parte del GTRE continuaría para otras aplicaciones futuras. En noviembre de 2008 se anunció que el motor Kaveri se instalaría en LCA en diciembre de 2009, [17] aparentemente sólo para pruebas. [ cita necesaria ]
En febrero de 2009, se publicó en Flightglobal que el GTRE había gastado 20.000 millones de rupias (250,5 millones de dólares estadounidenses) en el desarrollo del motor Kaveri desde 1989, pero el motor todavía tiene sobrepeso y no tiene las 21.000-22.500 lb f (93 –100 kN) de empuje que requiere su cliente. Natarajan dijo a Flightglobal que el programa no será descartado. "Un equipo de ingenieros de la fuerza aérea está trabajando con GTRE y ADA para abordar los problemas. Como proyecto en curso, la fuerza aérea participará en el punto de integrar la versión mejorada del motor con el avión", dijo a Flightglobal. "Las conversaciones con Snecma se llevan a cabo desde hace dos años", añade. "El desarrollo y las pruebas en vuelo del nuevo motor llevarán al menos cinco o seis años". [18]
En diciembre de 2009, Kaveri-Snecma JV estaba intentando la entrada por la puerta trasera en LCA. El People's Post informó que GTRE acordó desvincular a Kaveri de LCA, pero presentó una propuesta de que cuando los primeros 40 motores GE-404 en los dos escuadrones iniciales de LCA para la IAF sean eliminados deberían ser reemplazados por el motor Kaveri-Snecma, en el futuro. [19]
El 3 de mayo de 2010, se habían completado aproximadamente 1.880 horas de pruebas de motor en varios prototipos de Kaveri Engine. Se han fabricado, ensamblado y probado un total de ocho motores Kaveri y cuatro motores principales. Las pruebas a gran altitud en el motor central se han completado con éxito. [20]
En junio de 2010, el motor Kaveri basado en el nuevo núcleo de Snecma, un derivado mejorado del motor M88-2 que impulsa al caza francés Rafale, que proporciona entre 19.000 y 19.000 lb f (83-85 kN) de empuje máximo, se está considerando como una opción. DRDO . [21]
Un comunicado de prensa de agosto de 2010 afirmó que GTRE, con la ayuda del Instituto Central de Motores de Aviación (CIAM) de Rusia, está tratando de alcanzar el objetivo de ajustar el rendimiento del motor Kaveri. Hasta agosto de 2010, se había completado con éxito un hito importante: las pruebas de altitud, la simulación del rendimiento del motor Kaveri a diferentes altitudes y el logro de una velocidad de Mach 1. Uno de los prototipos de Kaveri (K9) fue probado con éxito en vuelo en el Instituto de Investigación de Vuelo Gromov en Moscú, el 4 de noviembre de 2010.
La prueba se llevó a cabo en el banco de pruebas de vuelo de Gromov, con el motor en marcha desde el despegue hasta el aterrizaje, volando durante un período de más de una hora hasta una altitud de 6.000 m (20.000 pies). El motor ayudó al banco de pruebas del avión IL-76 a volar a velocidades de 0,6 Mach en su vuelo inaugural, según la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa (DRDO).
"El control, el rendimiento y el estado del motor durante el vuelo resultaron excelentes. Con esta prueba, el motor Kaveri ha completado un hito importante en el programa de desarrollo", añadió. Después de completar estos hitos, el motor Kaveri está en condiciones de volar. [22] [23] El motor Kaveri se probó por primera vez en un banco de pruebas volador y las pruebas fueron un éxito. [24]
Hasta abril de 2011, la primera fase de las pruebas del motor FTB de Kaveri se completó con éxito y se continuarán con más pruebas a partir de mayo de 2011. Las pruebas de vuelo realizadas con éxito hasta ahora son de hasta 12 km (39.000 pies) de altitud máxima y una velocidad máxima de avance de 0,7 Mach . [25]
En su informe anual para 2010-2011, el Contralor y Auditor General de la India señaló que se habían gastado 18.920 millones de rupias (236,9 millones de dólares estadounidenses) en desarrollo y que solo se habían cumplido dos de los seis hitos prescritos. Entre sus deficiencias, CAG dice que el peso del motor era superior a las especificaciones de diseño, siendo 1.235 kg (2.723 lb) contra 1.100 kg (2.400 lb), y no hubo avances en el desarrollo de los sistemas de control del compresor, la turbina y el motor. [26] DRDO ha logrado algunos avances cruciales en 2021, como la tecnología de forjado casi isotérmico que puede producir las cinco etapas de los discos de compresores de alta presión (HPC) y la tecnología de fundición monocristalina para álabes de turbinas que ayudará en el desarrollo de motores aeronáuticos. . [27] [28] [29]
El programa Kaveri ha atraído muchas críticas debido a su ambicioso objetivo, que se consideró competitivo frente a la tecnología occidental, el prolongado tiempo de desarrollo, los sobrecostos no respaldados por el gobierno y la mejora de la claridad y apertura del DRDO en el análisis de los problemas fue un buen avance. pero está mal acreditado en comparación con el negocio minorista. Gran parte de las críticas de las empresas competitivas de otros países por venderles programas no fueron equilibradas en el programa LCA que se ha dirigido a los programas Kaveri y Multi-Mode Radar, que están en la senda local. Ha habido mucha falta de comprensión pública sobre el grado de realismo en los cronogramas de planificación del DRDO para varios elementos del programa LCA, más particularmente para el esfuerzo de desarrollo de Kaveri . La SNECMA de Francia , con más de medio siglo de exitosa experiencia en el desarrollo de motores a reacción, tardó casi 13 años en llevar el motor M88 del caza Rafale a una producción de bajo volumen después de que comenzaran las pruebas en banco, lo que había gastado enormes fondos de investigación y programas de desarrollo iterativos con sobrecostos. (pero los sobrecostos se consideraban parte integral de la I+D) y recursos para cumplir su ambicioso programa; En un lapso de tiempo similar para el GTRE menos experimentado, la producción de Kaveri comenzaría no antes de 2009 SI el gobierno de Bharath proporcionara los fondos adecuados a tiempo para superar los sobrecostos (que son parte integral de la I+D, no un descrédito) y requisitos expansivos como los vuelos autóctonos. programa de banco de pruebas, etc. de GTRE. Después de exitosas pruebas en tierra, el motor se probó por primera vez en un banco de pruebas volador sobre suelo extranjero a grandes altitudes y se observaron algunos problemas que necesitan un mayor desarrollo. pero no quedó técnicamente desacreditado, ya que el fracaso del propio país fue el mayor obstáculo para el desarrollo. de hecho, GTRE debería tener un banco de pruebas de vuelo propio, no sólo para una prueba sino para numerosas pruebas, que enriquezca el desarrollo y las modificaciones que podrían cumplir sus objetivos, que sería un programa ideal de I+D. Los aviones de combate TEJAS por sí solos necesitan más de 100 unidades de motores, que alternativamente eligen motores GE estadounidenses que cuestan alrededor de 800 cr cada uno, lo que supondría un total de 80.000 millones de rupias. pero los fondos generales para el programa de motores Kaveri rondaron los 2100 cr, que es solo el costo de una configuración similar de TRES MOTORES AMRICANOS. aunque ya se han logrado avances significativos de 2/5 de los objetivos marcados. con un presupuesto adicional de 7000 cr en la extensión del proyecto del motor Kaveri podría producir un motor valioso en 3-4 años con una reducción de costos comparativa de 400 cr por cada motor, podría ahorrar 30 000 cr según la estimación mínima actual de solo el programa TEJAS FIGHTER AIRCRAFT. y muchos más recortes de costos y aceleración del desarrollo en varios programas del sector aeroespacial de BHARATH. [30] Otra crítica ha sido la renuencia de DRDO a admitir problemas en el motor y su resistencia a involucrar a fabricantes de motores extranjeros hasta que los problemas se volvieron demasiado grandes para manejarlos.
En agosto de 2010, sobre los motivos del retraso, un comunicado de prensa del Ministerio de Defensa informó: [22]
Actualmente, el DRDO espera tener el motor Kaveri listo para su uso en el Tejas en la segunda mitad de la década de 2010 [31] y, según las últimas noticias, todavía se están realizando investigaciones al respecto y el tiempo para completarla se ha extendido hasta 2011. -2012. [20]
"En los últimos tiempos, el motor ha podido producir un empuje de 16.000 a 17.000 lb f (70 a 75 kN), pero lo que la IAF y otras partes interesadas desean es una potencia de entre 20.000 y 21.000 lb f (90 a 95 kN)". , dijeron altos funcionarios a The Hindu . [31] "Sobre el uso del Kaveri para el LCA, dijeron que el motor se instalaría en los primeros 40 LCA que se suministrarían a la IAF cuando vinieran a actualizar el DRDO en la segunda mitad de la década". El artículo añade que en 2011 se realizarán entre 50 y 60 vuelos de prueba para madurar el motor en términos de fiabilidad, seguridad y aeronavegabilidad. [31]
GTRE tiene como objetivo integrar la central eléctrica Kaveri con el caza HAL Tejas . Para la integración se utilizará un avión de prueba operado por la Agencia de Desarrollo Aeronáutico (ADA), según una fuente de la industria familiarizada con el programa. Si la integración fue exitosa, GTRE espera ver volar un Tejas con un motor Kaveri a finales de 2013. [32]
En Lok Sabha el 10 de diciembre. En 2012, el Ministro de Defensa, AK Antony, dio una actualización sobre los avances realizados por el Proyecto de Desarrollo del Motor Kaveri de la siguiente manera:
El motor Kaveri se integró con el avión IL-76 en el Instituto de Investigación de Vuelo Gromov (GFRI), Rusia, y la prueba de vuelo se llevó a cabo con éxito hasta una altitud máxima de 12 km (39.000 pies) y una velocidad máxima de avance de 0,7 Mach . Se han completado veintisiete vuelos con una duración de 57 horas. [1]
DRDO demostró su capacidad tecnológica en tecnología de motores aeronáuticos. Este ha sido un gran logro en la comunidad aeroespacial del país, cuando el primer motor de avión de combate desarrollado localmente fue sometido a pruebas de vuelo. Los conocimientos tácitos adquiridos por los científicos del DRDO durante este proyecto también se aplicarán a otras tecnologías aeroespaciales. El motor derivado Kaveri se puede utilizar como sistema de propulsión para el vehículo aéreo no tripulado de ataque indio (USAV). [33]
En enero de 2013, el director de GTRE dijo que abandonarían el plan de codesarrollo con Snecma, pero que todavía necesitaban un socio extranjero, que será seleccionado mediante licitación pública. [34]
En noviembre de 2014, la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa (DRDO) decidió abandonar el programa del motor Kaveri (GTX-35VS) debido a sus deficiencias. [35]
Según la declaración del gobierno en Rajya Sabha durante la sesión de invierno de 2021, la variante HAL Tejas FOC exige un mayor empuje que la arquitectura actual del motor Kaveri no puede proporcionar, por lo que no se utilizará. El motor logró un nivel de preparación tecnológica (TRL) más alto en dominios tecnológicos críticos. Existe una propuesta para desarrollar conjuntamente un nuevo motor para HAL AMCA con la ayuda de un socio extranjero utilizando los conocimientos del programa de motores Kaveri. [36] GTRE tiene como objetivo integrar Kaveri a DRDO Ghatak para 2026. [27]
El 4 de julio de 2016, según un informe de los medios de comunicación indios, Francia ofreció invertir mil millones de euros para reactivar el proyecto de motores a reacción de combate de la India, proponiendo un plan de desarrollo conjunto que podría permitir que la turbina de gas Kaveri, estancada, propulsara a los cazas indígenas Tejas para 2020. [37]
El 20 de noviembre de 2016, el Director General del Clúster Aeronáutico de DRDO, CP Ramanarayanan, confirmó que DRDO y el francés Snecma se han asociado para revivir Kaveri Engine como parte del acuerdo de compensación para 36 aviones Rafale . Se espera que el motor se integre y pruebe en LCA Tejas para 2018. [38] En 2018, La Tribune informó que la francesa Snecma ayudará en la producción del Kaveri compartiendo la tecnología del M88. [39]
Un motor turbofan de postcombustión con relación de derivación baja (BPR) que cuenta con un compresor central de alta presión (HP) de seis etapas con paletas guía de entrada variables (IGV), un compresor de baja presión (LP) de tres etapas con álabes transónicos, un cámara de combustión anular y turbinas HP y LP de una sola etapa enfriadas. El modelo de desarrollo está equipado con una boquilla variable convergente-divergente ("con-di") avanzada , pero el GTRE espera equipar el avión Tejas de producción con una boquilla de vectorización de empuje de ejes múltiples y simétrica para mejorar aún más la agilidad del LCA. El motor turborreactor principal del Kaveri es el Kabini .
La disposición general del Kaveri es muy similar a la de otros motores de combate contemporáneos, como el Eurojet EJ200 , General Electric F414 y Snecma M88 . Tiene una relación de derivación muy baja (0,16:1). Cantidades bajas similares de derivación en motores anteriores, necesarias sólo para el enfriamiento del posquemador y la boquilla, [40] introdujeron el término "turborreactor con fugas".
El motor Kaveri ha sido diseñado específicamente para el entorno operativo de la India, que abarca desde el caluroso desierto hasta la cadena montañosa más alta del mundo. El diseño del GTRE prevé lograr una relación de presión del ventilador de 4:1 y una relación de presión general de 27:1, lo que se cree que permitirá al Tejas realizar un " supercrucero " (navegar supersónicamente sin el uso del postquemador).
Desde 2019 existe un plan de dos fases para los derivados de Kaveri. Consiste en un turboventilador de alta relación de derivación basado en el núcleo Kabini y una versión sin postcombustión destinada a ser utilizada como entrenador a reacción avanzado. El motor Kaveri actual se modifica y prueba en la Fase 1, la etapa de demostración de tecnología, para garantizar que cumple con las especificaciones de diseño. Además, se concedió dinero de la Fase 2 a GTRE para producir cinco nuevos prototipos de motores para derivados de Kaveri. Godrej Aerospace de Godrej & Boyce fabricará los motores. A principios de 2024, la compañía prevé completar la primera etapa de desarrollo y fabricar ocho módulos compuestos por seis motores secos de 48 kN sin postquemador. Los módulos restantes se proporcionarán en el transcurso de 27 a 30 meses. GTRE cambió tres motores Kaveri al modelo derivado, dos de ellos se encuentran en pruebas de demostración. En las instalaciones de pruebas GTRE en Bangalore, los motores se sometieron a 70 horas de pruebas en tierra, y en el Instituto Central Baranov de Desarrollo de Motores de Aviación en Rusia, se sometieron a 75 horas de pruebas en altitud, simulando una altitud de 13.000 m (42.650 pies). [41] [42] [43] Según el ex director Y Dilip, en este momento el desarrollo está en un motor de 73 kN con postquemador, que está listo para funcionar y el equipo está haciendo un esfuerzo para volarlo en HAL Tejas . [44]
Otro concepto que se está considerando es una versión ampliada del Tejas que se llamará Tejas MK2 con dos motores equipados con boquillas totalmente vectoriales, lo que podría hacer que la cola vertical sea redundante (el Tejas no tiene cola horizontal). [3]
El Establecimiento de Investigación de Aviónica de Defensa (DARE) de Bangalore ha desarrollado una unidad autóctona de control digital de motores con autoridad total (FADEC), llamada Unidad de control digital de motores Kaveri (KADECU ). El Establecimiento de Investigación y Desarrollo de Vehículos de Combate (CVRDE) de Avadi fue responsable del diseño y desarrollo de la caja de cambios accesoria montada en aviones Tejas (AMAGB) y el eje de la toma de fuerza (PTO).
