ゼネラル・エレクトリック・カタリスト(旧アドバンスト・ターボプロップ、略称ATP)は、GEエアロスペース社製のターボプロップエンジンです。 2015年11月16日に発表され、2017年12月22日に初飛行、2025年2月に 連邦航空局(FAA)の認証を取得しました。850 ~1,600馬力(630~1,190kW )の このエンジンは、16:1の全体圧力比、可変ステーターベーン、冷却タービンブレード、3Dプリント部品、FADECにより、競合エンジンよりも20%優れた燃費効率を実現するように設計されています。ビーチクラフト・デナリに搭載されています。
2010年にウォルターM601を改良するためにゼネラル・エレクトリックH80を導入した後、GEは競合製品を分析し、2014年にゼロベース設計を考案し、それがセスナ・デナリの競争に選ばれた。[ 3 ] 2015年9月、ゼネラル・エレクトリックは、同年6月の米国輸出入銀行の閉鎖 を受けて、4億ドル以上を投資し、500人から1,000人の雇用を創出し、ヨーロッパのターボプロップ開発センターを設立した。[ 4 ]このエンジンは、2015年11月16日に全米ビジネス航空協会の年次展示 会で発表された。 [ 5 ]
2016年、ギアボックス、パワータービン、燃焼器はトリノで製造され、回転部品はワルシャワから供給され、最終組立ラインはプラハのウォルターエンジンズで計画されていた。[ 6 ]当時、主要部品はポーランドとイタリアにあるGE所有の施設に分割されており、どちらもアビオエアロに属していた。[ 6 ]アビオエアロは2013年にGEに買収されていた。[ 7 ] 2021年までに、アビオエアロのウェブサイトにはワルシャワの施設は記載されなくなった。[ 8 ] エンジンはヨーロッパのGEによって設計され、[ 9 ]パワータービンとガスタービン、高圧コンプレッサーは、ゼネラルエレクトリックカンパニーポーランドとワルシャワ航空研究所の提携であるワルシャワのエンジニアリング設計センターによって扱われた。[ 10 ]
2017年10月までに、GEは部品の85%を受け取り、年末までに最初の試験エンジンを納入する予定だった。[ 11 ] 当時、軸流遠心圧縮機車両 (ステータ、ローター、コールドセクションアセンブリ)は、効率、性能、操作性を検証するためにミュンヘン でテストされた。 [ 12 ]
2年間の開発を経て、エンジンは2017年12月22日にプラハで最初のテストランを完了しました。 ほとんどのコンポーネントのテストが完了し、エンジンが稼働していることから、GEアビエーションは性能目標を達成しており、それを上回ることを期待していると述べました。 認証テストは2018年に開始され、空力、機械、および空力熱システムが検証される予定でした。 その後、エンジンは2018年後半にビーチクラフト・デナリの初飛行に使用され、デナリが就航する前に2,000時間以上のテストを完了することが期待されていました。 開発、テスト、および生産の本部であるGEアビエーション・チェコは、約180人の従業員を採用しており、2018年にはさらに80人が採用される予定で、フル生産体制での施設全体の計画ではさらに500人が採用される予定です。 エンジンは、チェコ共和国、イタリア、ドイツ、ポーランド、米国、およびその他の地域の400人のGEの設計者、エンジニア、材料専門家によって2年間かけて開発されました。 6つの試験セルが開設され、10基の試験エンジンが製造される予定で、飛行試験台での飛行試験は2018年後半に計画されていた。2018年から2019年にかけての認証試験には、高度、性能、高振動試験が含まれる予定だった。[ 13 ]
2018 年 3 月までに、最初のエンジンは、数年にわたる健康監視レビューに先立ち、40 時間近く稼働しました。 次のエンジンは組み立てられ、高度試験用の計器が取り付けられ、2018 年夏からカナダでテストされる予定です。2018 年後半から、セスナは2019 年第 1 四半期のデナリ初飛行 に備えて 3 基のエンジンを受け取る予定でした。[ 14 ] GE は、開発プログラムには 10 基のエンジンと数基の再構築が含まれているため、開発は以前の新しいエンジン プロジェクトよりも 30% 速く進むと予想していました。 次の 2 年間で、17 回の認証テストを含む 33 回のエンジン テストが計画されました。 認証には飛行テストベッドは必要ありませんでしたが、デナリの飛行テストに先立ち、2019 年初頭に飛行安全承認のために改造されたキング エア 350 が使用される可能性があります。[ 3 ] 2018 年 5 月末までに、全出力での運転を含む 60 時間のテストが完了し、その夏に最初の運転を行うための 2 つ目のエンジンの組み立てがほぼ完了しました。コンポーネントの認証は間近に迫っており、その後、吸入テストと高度テストから始まるエンジン全体の認証テストが行われる予定でした。[ 15 ] 2018 年 7 月までに、最初のエンジンは 100 時間以上稼働し、2 つ目のエンジンはプラハで稼働した後、その年の後半に高度テストのためにカナダに送られました。性能は目標通りか、予測よりも優れていました。[ 16 ]
2019 年 5 月までに、試験エンジンは高度チャンバーで41,000フィート (12,000 m)まで 1,000 時間以上稼働し、3 年間の運用をシミュレートしました。一方、FADEC はデナリ機で 300 時間稼働しました。[ 17 ] 2019 年 10 月までに、1,000 を超えるエンジンサイクルで 1,600 時間の試験が記録されました。試験セルで 1,200 時間、コンプレッサ リグで 400 時間です。高度、耐久、振動、耐久性、吸入の試験は完了し、統合プロペラ制御試験、高圧コンプレッサおよびガス発生器タービンの過速度試験も完了しました。新しい着氷試験要件により、最初のエンジンの納入は 2020 年に延期され、ビーチクラフト デナリの初飛行はさらに延期されました。それまでに5基のエンジンが組み立てられており、さらに2基が2019年末までに完成予定だった。 [ 18 ]キングエア での初飛行試験は、着氷試験を含むFAAの新たな試験要件のため、2020年春まで延期され、18ヶ月のキャンペーンを経て2021年秋まで認証が行われた。[ 19 ]
2021年7月までに16基のエンジンが製造され、2,500時間の運転が完了し、着氷試験を含むCatalystの認証試験の30%が完了しました。[ 20 ] 試験では、予想よりも高高度での出力が高く、予想よりも1~2%効率が良く、競合エンジンよりも最大16~17%優れていることが示されました。[ 20 ] 1基のターボプロップエンジンがベルリンのBeechcraft King Air 350 に搭載され、数か月以内に初飛行が予定されている地上走行試験が完了し、その後2022年末に認証取得が目標とされました。[ 20 ] もう1基のエンジンが年末までに初飛行のためにDenaliの機体に搭載され、その後2023年に認証取得が目標とされました。[ 20 ]
Catalystは、2021年9月30日にキングエアのテストベッドで、BBAのチーフテストパイロットであるSigismond Monnetと主任飛行試験エンジニアのAlessandro Ramazzottiの手によって初飛行を行った。[ 21 ] 11月22日、DenaliはCatalystエンジンを搭載した初飛行を行い、2025年の認証を目指した。[ 22 ] 2023年5月、エンジンの認証が着氷とエンジン吸入に関するより厳格な基準により2024年に延期されたため、Denaliの認証も2025年に延期された。その時点で、計画されていた22のエンジン認証テストのうち16、37のコンポーネント認証テストのうち26が完了し、高温および低温試験も実施されていた。[ 23 ]
2025年2月、連邦航空局は8,000時間以上の試験を経て認証を与え、デナリの2026年の導入計画への道が開かれた。その時点で、3機の試作機は1,100回の飛行で2,700時間以上の飛行時間を獲得していた。[ 24 ]
GE Catalyst は、850 馬力 (630 kW)未満のGeneral Electric H80と CT7 の間の市場をカバーしています。[ 25 ]これは、 Catalyst の発売時に 50 年間にわたって 51,000 台以上を生産し、小型ターボプロップ市場をリードしていたPratt & Whitney Canada PT6と競合するように設計されました。Catalyst は、最大 12 人の乗客を乗せて280 ノット (520 km/h)を超える速度で 1,500 海里(2,800 km)を飛行するビーチクラフト Denali 単発ターボプロップ機の動力として選ばれました。GE はこのプロジェクトに最大 10 億ドルを投資する計画で、そのうち 4 億ドルはヨーロッパの製造センターに投資する予定です。[ 26 ]
1,300軸馬力(970 kW)の先進ターボプロップは、850~1,600馬力(630~1,190 kW)の範囲に拡張できます。16 : 1の全体圧力比により、同サイズの競合機よりも燃料消費量が20%少なく、巡航出力が10%高く、オーバーホール間の平均時間(MTBO)は4,000~6,000時間です。[ 27 ]コンプレッサーは、 GE9Xと同じ3D空力設計を使用し、4つの軸流段と1つの遠心段を備えたゼネラル・エレクトリックT700をベースにしています。エンジンには、可変ステーターベーン(VSV)と3Dプリント部品が含まれています。[ 28 ]
逆流式単環状燃焼器は、GE-Honda HF120の設計に似ている。2 段単結晶高圧タービンは、このクラスのエンジンとしては初めて完全冷却式である。3 段低圧タービンは逆回転式である。FADEC統合推進制御システムが、エンジンとプロペラのピッチを単一のシステムとして制御する。[ 29 ]
12個の3Dプリント部品が、フレーム、燃焼器ライナー、オイルパン、排気ケース、ベアリングハウジング、流路内の固定部品、熱交換器など、855個の従来部品を置き換えます。全体の重量は5%削減され、ブレーキ比燃料消費量は1%向上します。ブレード、ディスク、ローターなどの回転部品には3Dプリントは使用されていません。[ 30 ]エンジンの約35%はGEでプリントされており、シリアル化された部品数は35個に削減されています。 [ 31 ]プリントされた部品はチタン合金で作られています。[ 13 ]
オーバーホール間隔は4,000時間で、主要な競合機より33%長い。 可変ステーターベーンを2段備えた同クラス初のターボプロップ機である。[ 2 ]テキストロンの子会社であるマコーリー製の 複合材製5枚ブレードプロペラシステムを採用している。[ 6 ]
ターボプロップ機は高高度での氷晶着氷に対する認証を受ける必要があり、そのためにはコンプレッサーブリスクが氷球の衝突に耐えられる必要がある。構造的な手段でこれを満たすには、第1段を2ポンド(0.91kg )重くする 必要があり、エンジンの空力特性を損なうことになる。GEは代わりに、アクセサリーギアボックスのサンプ からエンジンの吸気口に高温のオイルを流して氷の付着を防ぐことを提案し、2018年の夏にカナダの寒冷地施設でこれをテストする予定だった。[ 32 ]
冷却タービンにより、150 °C (300 °F)以上の高い動作温度が可能になります。FADEC 、VSV、および 3 段の逆回転LPタービンにより、巡航出力が 10% 向上し、設計外の条件下でもピーク効率を維持して、気温減率と高度出力が向上します。 一体型のサンプは、従来の 45 個の部品を置き換え、当初の 14 日から 4 日で印刷できます。[ 3 ]
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