Cmd Avio, il diesel in aviazione… Si può fare! (Parte II)

Il diesel in aviazione è un’idea affascinante, potremmo dire un pallino degli appassionati in materia di motori endotermici. Il nostro collaboratore Alberto Scalchi ha dedicato a questo tema un lungo approfondimento, coinvolgendo Paolo Caso, Avio Department Director di Cmd, e parlando con lui del progetto GF56. Per sapere di che si tratta, vi consigliamo di leggere la prima parte dell’intervista, pubblicata la scorsa settimana. Qui l’articolo completo pubblicato su DIESEL maggio.

Ripartiamo dalla questione del compressore…

Il diesel in aviazione, secondo Cmd Avio

È presente anche un compressore per il funzionamento a basso regime o, trattandosi di un motore che opera prevalentemente a giri costanti, sono sufficienti i due turbocompressori in parallelo? Sino a che quota si mantiene la potenza?

Il GF56 ha un compressore Roots e un compressore dinamico per bancata che, in una prima fase, sono in serie, poi in parallelo.

Il compressore Roots serve solo in una prima fase (essendo il motore due tempi) ad effettuare il lavaggio, successivamente (quando si è in potenza massima) il maggiore contributo viene dato dal compressore dinamico. Si tenga presente, per semplificare,che un motore aeronautico ha essenzialmente un regime di potenza massima per il decollo e un regime di potenza di cruise che è una percentuale del 65-75 di quella massima. Riguardo la potenza massima, con l’attuale sovralimentazione si va ben oltre le quote di lavoro dell’aviazione generale.   

Nonostante la pme si mantenga a livelli di assoluto confort, la potenza è allineata a motori ciclo otto di cilindrata analoga ma con turbo-compressore e aftercooler. Ci sono previsioni per versioni più potenti, magari proprio grazie all’aggiunta di un after-cooler?

Il motore ha una crescita potenziale enorme. Fissando un valore di pressione massima in camera di combustione di 120 bar si sono simulate modalità di funzionamento che hanno portato a potenze di poco inferiori ai 300 chilowatt (da circa 40 kW/l a 50 kW/l). Attualmente un after-cooler è sempre consigliabile per la salvaguardia dei Roots che sono posti immediatamente prima del collettore di aspirazione.

Su che valori si attestano consumo specifico ed efficienza?

A coppia massima l’efficienza è superiore al 40 percento e il consumo corrispondentemente è dell’ordine dei 220 g/kWh.

E che risparmio si può ipotizzare rispetto ai concorrenti a ciclo otto che dovrebbe sostituire?

Secondo i calcoli Cmd,mettendo a confronto il GF56 con il motore corrispondente Continental a benzina, dopo 2.000 ore di funzionamento al 65 percento, per entrambi i motori il risparmio operativo è di poco inferiore a 40.000 euro. Nel calcolo bisogna considerare, a vantaggio del GF56, la maggiore efficienza e quindi il minore consumo specifico, il minor costo del combustibile e i minori costi di revisione/manutenzione. 

Che tempo di rientro si può aspettare chi sostituisce il motore con il GF56?

Si può assumere che il ritorno dell’investimento avverrà dopo circa 1.000 ore di volo.

Il GF56 ha 180 chilowatt continuativi e 220 chilowatt per 5 minuti. Il primo valore corrisponde alla velocità di crociera? E per la potenza di picco, su quali parametri interviene il Fadec?

Il valore di potenza continuativa è un valore di potenza che si potrebbe tenere ‘continuativamente’ in volo. Essa non corrisponde a quella reale di crociera che normalmente è molto più bassa.

Il Full authority digital engine (o electronics) control (Fadec) è un sistema automatico di controllo dei parametri e prestazioni del motore. Il sistema governa il funzionamento del motore in tutti i suoi stati di funzionamento.

(Continua…)