ATR-potkuriturbiinikoneiden seuraavasta kehitysaskeleesta halutaan tehdä kevythybridi, luit oikein

Osittain sähköistetyt ATR EVO:t lentäisivät nykysuunnitelmien mukaan kymmenen vuoden kuluttua.

ATR-koneita pidetään maailman menestyksekkäimpinä potkuriturbiinisyöttöliikennekoneina. Alun perin ranskalais-italialaisesta hankkeesta syntyneet ATR:t ovat olleet kaupallisessa liikenteessä aivan pian jo 40 vuoden ajan, koneita on valmistettu noin 1 300 kappaletta, ja konetyyppi on luonnollisesti myös kehittynyt matkan varrella.

ATR-koneiden seuraavan kehitysaskeleen tiedettiin jo entuudestaan kantavan nimeä EVO. Idea on jokseenkin samanlainen kuin suihkukonemaailmassa Airbusin NEO-sarjalla, Boeingin MAX-sarjalla tai Embraerin E2-sarjalla. Samalle vanhalle, hyväksi havaitulle rakenteelle voidaan ostaa jatkoaikaa sopivien uudistusten kera. Näinhän hyvin usein toimitaan myös automaailmassa.

Myös kevythybridit (englanniksi mild hybrid) ovat varsin tuttu käsite automaailmasta. Niissä polttomoottorin polttoaineenkulutusta ja päästöjä pyritään suitsimaan - tai vähintään sensuuntaista mielikuvaa rakentamaan - polttomoottorin yhteyteen rakennetulla pienellä starttigeneraattorilla.

Nyt ATR ja moottorivalmistaja Pratt & Whitney Canada haluavat nostaa ATR EVO:n myötä kevythybridit kirjaimellisesti seuraavalle tasolle, matkustajalentokoneeseen.

200 kilowatin sähkömoottori turbiinin ja potkurin väliin

ATR ja Pratt & Whitney Canada kertoivat vastikään päättyneen Pariisin ilmailunäyttelyn yhteydessä viimeisimmistä suunnitelmistaan ATR EVO -konseptiin liittyen.

Mielenkiintoisin avaus oli todellakin yhteistyökumppaneiden käynnistämä hanke, jossa selvitetään kevythybridijärjestelmän tuomista koneen potkuriturbiinimoottoreiden yhteyteen.

Pratt & Whitney Canadalla on huima yliote potkuriturbiinikäyttöisten syöttöliikennekoneiden moottorimarkkinoista maailmanlaajuisesti. Lähes 90 prosenttia tästä segmentistä on Pratt & Whitney Canadan hallussa. Kaikki ATR-koneet on varustettu kanadalaisvalmistajan PW100-sarjan moottoreilla, ja tällä hetkellä uusimmat ATR 42-600 ja 72-600 käyttävät jo PW127XT-M-sukupolvea, jossa keskeisin saavutus on jopa 40 prosentin pidennys moottorin elinkaareen.

Osapuolet avasivat tätä alustavaa suunnitelmaansa enemmän FlightGlobal-julkaisulle (maksumuuri). Kyseessä kuvaillaan olevan järjestelmä, jossa PW127XT-sarjan moottoria parannettaisiin ATR:n siivessä 200 kilowatin sähkömoottorilla, joka sijoitettaisiin itse turbiinin ja potkurin välisen alennusvaihteiston yhteyteen.

Vaihdelaatikon yhteyteen sijoitettu sähkömoottori kuulostaa jo itsessään automaailmasta tutulta, mutta niin myös sähkömoottorin rooli voiman tuottamisessa. Jonkinlaisesta akusta käyttövoimansa saava sähkömoottori toimisi nimittäin itse turbiinimoottoria avustavana voimanlähteenä nousukiidossa, nousussa ja myöhemminkin korkeutta kerättäessä.

Juuri nämä lennon vaiheet vaativat lentokoneen moottoreilta eniten tehoa ja siten hetkellisesti paljon polttoainetta. Koska ATR:n kaltaisilla koneilla lennetään tyypillisesti lyhyitä lentoja, on nousuvaiheiden polttoaineenkulutus myös koko lennon polttoaineenkulutuksen kannalta prosentuaalisesti merkittävä (pidemmillä lennoilla suurin osa polttoaineesta kuluu matkalentovaiheessa, koska se vaihe kestää ylivoimaisesti pisimpään).

PW127XT-moottori tuottaa pikkuista vajaan 2 000 kilowatin tehon. 200 kilowatin sähkömoottori nostaisi kokonaistehon yli 2 000 kilowatin eli kahden megawatin. Nousussa ei kuitenkaan käytännössä koskaan käytetä koneen moottoreiden ultimaattista huipputehoa, vaan riittävän tehon määrä lasketaan etukäteen eri tekijöiden perusteella. Kevythybridijärjestelmän kera sähkömoottorista voitaisiin kuitenkin ottaa huiput irti, jolloin sen suhteellinen osuus nousuun tarvittavasta tehosta saataisiin maksimoitua. Näin ajatuksenjuoksun voisi ainakin kuvitella menevän.

Valmistajien arvion mukaan avustava sähkömoottori voisi tuoda ATR:ään nykytasoon nähden vähintään 20 prosentin polttoainesäästöt.

Kaupalliseen liikenteeseen ATR EVO:n on määrä edetä seuraavien kymmenen vuoden kuluessa eli vuoteen 2035 mennessä.

Finnair oli ATR 72:n ensimmäinen käyttöönottaja

ATR-koneet todellakin etenivät kaupalliseen käyttöön vuonna 1985. Tuolloin käyttöön saatiin lyhyempi, 22,67-metrisellä rungolla varustettu ATR 42. Pidempi ja suositumpi, 27,17 metrin kokonaispituuden omaavalla rungolla varustettu ATR 72 otettiin puolestaan kaupalliseen käyttöön vuonna 1989, ja avausasiakas oli Finnair.

Tällä hetkellä Finnairilla on käytössään 12 kappaletta ATR 72:ta, ja niitä operoi Nordic Regional Airlines eli Norra. Nykyinen ATR-laivasto on otettu käyttöön vuosien 2007 ja 2012 välillä eli vanhimmat yksilöt saavuttavat tänä vuonna jo 18 vuoden iän.

Finnairin ATR:t edustavat kehitysversiota ATR 72-500. Nykyisin tuotannossa olevalla, hieman kehittyneemmällä ATR 72-600 -kehitysversiolla Suomen kentistä Helsinkiin, Turkuun ja Vaasaan lentää säännöllisessä mielessä SAS. 600-sarjassa keskeiset parannukset 500-sarjaan nähden liittyvät modernin lasiohjaamon käyttöönottoon sekä tuoreempaan moottorisukupolveen.

Tuoko seuraava vuosikymmen Finnairin tai SAS:n laivastoon kevythybridi-ATR:iä, sitä jäämme mielenkiinnolla odottamaan.

Lähteet: FlightGlobal, Simple Flying, ATR, Pratt & Whitney Canada