Opracowany w Polsce system narzędzi inżynierskich zwiększy wydajność silników lotniczych. Pozwoli też przewidzieć konieczność remontu silnika samolotu i związane z tym koszty

Poprawa wydajności silników i możliwość optymalizacji kosztów ich eksploatacji czy remontów – to elementy, które mają duże znaczenie dla linii lotniczych. General Electric Company Polska pracuje nad systemem, który na podstawie obliczeń dokonanych przez algorytmy sztucznej inteligencji ułatwi projektowanie części lotniczych poprzez optymalizację charakterystyk odpowiedzialnych za zużycie paliwa i emisję. Platforma opracuje też prognozy dotyczące planowania czynności serwisowych w trakcie eksploatacji silników, tak aby flota lotnicza działała jak najwydajniej. Wdrożenie trzymodułowego projektu przyniesie korzyści nie tylko przewoźnikom i serwisom naprawczym, lecz także przyczyni się do osiągnięcia celu dekarbonizacji transportu.

Zespół inżynierski General Electric Company Polska realizuje projekt badawczo-rozwojowy, którego celem jest opracowanie kompleksowych rozwiązań wpływających na poprawę wydajności silników od momentu projektowania części lotniczych aż do monitorowania ich eksploatacji we flocie silników.

– Szacuje się, że lotnictwo komercyjne odpowiada za 2–3 proc. globalnej emisji CO₂, stąd należy przedsięwziąć środki, które zredukują ślad węglowy. Najprostszą metodą byłoby zaprzestanie całkowicie latania, co jest oczywiście najmniej pożądaną opcją. Inną jest hybrydyzacja napędów oraz przejście na paliwo wodorowe, po którego spalaniu otrzymuje się z niego czystą wodę oraz znaczną redukcję szkodliwych substancji. To, co łączy te wszystkie sposoby na zmniejszenie spalania paliw kopalnych, jest sposób, w jaki powstaje siła napędowa silnika, czyli nasz wentylator – podkreśla w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Jakub Broniszewski, principal engineer w General Electric Company Polska.

Chodzi o wyeliminowanie już na etapie projektowania zjawiska fluttera, które polega na wprawianiu łopat wentylatora w niepożądane drgania przez przepływające powietrze. Z jednej strony zmniejsza to wydajność, z drugiej skraca trwałość pracujących elementów.

– Opracowaliśmy szereg autorskich algorytmów, pozwalających na obliczenia tzw. stabilności z punktu widzenia fluttera. Nasze algorytmy pozwalają skrócić czas obliczeń. Zamiast tygodni jesteśmy w stanie to samo policzyć w kilka dni. Dodatkowo zainwestowaliśmy w klaster oparty na najmocniejszych obecnie dostępnych na rynku kartach graficznych, dzięki czemu te same obliczenia jesteśmy w stanie wykonywać jeszcze szybciej przy mniejszym koszcie energetycznym. Co więcej, szacuje się, że mniej więcej 80 proc. kosztów związanych z eksploatacją części decyduje się właśnie na wstępnym etapie projektowym – wyjaśnia Jakub Broniszewski.

Projekt realizowany przez spółkę dotyczy także budowy automatycznego systemu do monitorowania i przewidywania kosztów eksploatacji silników oraz planowania działań naprawczych. Platforma raportuje parametry takie jak liczba uszkodzeń silników i koszt z tym związany. Zaawansowany moduł analityczny, wykorzystujący sztuczną inteligencję, zautomatyzuje analizę bieżących i historycznych danych kosztowych z eksploatacji dla poszczególnych linii silnikowych.

– Branża lotnicza potrzebuje systemu predykcyjnego mówiącego o przewidywanej liczbie uszkodzeń czy remontów z wielu powodów. Może warto sobie uświadomić, co by było, gdyby nie było takiego systemu, gdybyśmy nie mieli pojęcia, ile te silniki będą w stanie wylatać, zanim trzeba będzie wykonać ich remont generalny – tłumaczy Dariusz Oracz, principal engineer w General Electric Company Polska. – Jest to niezbędne, żeby optymalnie zarządzać całą siecią zakładów naprawczych oraz flotą silników lotniczych.

Platforma ma opracowywać prognozy krótkoterminowe, obejmujące około roku, które pozwolą zredukować liczbę nieprzewidzianych ściągnięć silników z użytkowania. Prognozy średnioterminowe, na okres od roku do trzech lat, umożliwią zapewnienie właściwej podaży części zamiennych i obsady kadrowej serwisów. Długoterminowa, obejmująca okres 10 lat prognoza będzie cennym narzędziem służącym planowaniu strategii działania przez producentów silników.

– Główne korzyści dla branży lotniczej to będzie redukcja kosztów eksploatacji floty silników. Zarówno linie lotnicze, mając dokładną informację o liczbie przewidywanych remontów, będą w stanie zoptymalizować liczbę silników zastępczych. Mówimy również o indywidualnych korzyściach dla zakładu naprawczego, bo mając dokładną informację o tym, kiedy jaki silnik przyjdzie i z jakiego powodu, będzie można zaplanować zakres prac, przygotować dużo wcześniej części zapasowe i skrócić czas tego remontu. Kolejną korzyścią dla producenta silników lotniczych posiadającego taką sieć jest możliwość podejmowania strategicznych decyzji na podstawie danych – wymienia Dariusz Oracz.

Według IATA w 2019 roku linie lotnicze na świecie przewiozły 4,5 mld pasażerów i 61,3 mln t ładunków. Samoloty komunikacyjne wykonały 38,9 mln rejsów, zużywając przy tym 363 mld l paliwa, o wartości 188 mld dol.