Компания Turbotech, поставщик эффективных и экологически устойчивых авиационных решений, готовится использовать возможности компьютерного моделирования Ansys для создания первого коммерчески жизнеспособного водородного турбинного двигателя. Эти инновационные силовые установки предназначены для самолетов малой авиации, летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL), беспилотников и других воздушных судов.
В рамках партнерства с проектом BeautHyFuel, Turbotech стала первой компанией, успешно продемонстрировавшей работу турбовинтового двигателя на водородном топливе. Этот успех наглядно демонстрирует решающую роль программного обеспечения Ansys в продвижении технологий следующего поколения для авиационной отрасли.
При разработке экспериментальных турбин возникают значительные трудности с безопасным и надежным использованием водорода в качестве топлива. Основные проблемы связаны с достижением баланса между выходной мощностью, расходом топлива, отводом тепла и сроком службы систем сгорания. Turbotech применяет масштабируемый подход, используя симуляции Ansys для проектирования и валидации газовой турбины, способной работать на различных видах топлива. Такая универсальность значительно упрощает и оптимизирует переход на водород.
Разработка продукта, основанная на передовых методах компьютерного моделирования, позволила Turbotech быстро выявить две наиболее эффективные конструкции топливных форсунок для проведения полномасштабных испытаний. Это привело к существенному сокращению затрат на создание прототипов и уменьшению сроков разработки. В частности, программный пакет Ansys Fluent предоставил критически важные высокоточные прогнозы формы и температуры пламени. После 30 часов непрерывной работы на водороде форсунки сохранили практически первоначальную структурную целостность, при этом уровень вредных выбросов турбины не увеличился. Кроме того, вычислительные модули Ansys позволили Turbotech выполнять эти сложные симуляции процессов горения на высокопроизводительных рабочих станциях, избегая необходимости задействовать крупные вычислительные кластеры, традиционно требующиеся для такого рода моделирования.
Первоначально компания Turbotech разработала инновационную регенеративную турбину в рамках программы поддержки стартапов Ansys Startup Program. Эта работа заложила фундамент для создания цифровой экосистемы, обеспечивающей непрерывное управление данными, что в конечном итоге позволило успешно адаптировать существующую конструкцию турбины для работы на водородном топливе.
Гийом Мале, технический директор Turbotech, отмечает, что цель компании заключается в предложении рынку легкой авиации комплексного, глубоко интегрированного решения, которое снижает выбросы углерода и позволяет пилотам полностью сосредоточиться на управлении полетом. Он добавляет, что надежность программных продуктов Ansys оказывала неоценимую помощь на всех этапах процесса модернизации, позволив переоборудовать турбину под использование водорода в значительно более сжатые сроки. По его словам, без возможностей компьютерного моделирования Ansys было бы нереально провести испытания или оптимизировать разработанные прототипы.
Эта серия испытаний является неотъемлемой частью проекта BeautHyFuel, который реализуется при поддержке Управления гражданской авиации Франции. Проект возглавляют Turbotech и Elixir Aircraft, а их партнерами выступают такие известные компании, как Safran, Air Liquide и Daher.
Уолт Херн, старший вице-президент по работе с клиентами и международным продажам Ansys, заявляет, что Ansys всецело поддерживает таких клиентов, как Turbotech, в их стремлении расширить границы возможного с помощью технологий моделирования. Он подчеркивает, что этот успех с первой попытки стал возможен не только благодаря высококвалифицированным инженерам Turbotech и их глубокому пониманию сложнейших мультифизических процессов, но и благодаря мощной технической поддержке со стороны Ansys на всех стадиях проекта. Такое тесное сотрудничество, по его мнению, имеет решающее значение, помогая Turbotech значительно экономить время, финансовые затраты и ресурсы в процессе освоения этого перспективного нового рынка.