Satser på dieselmotorer

Foto: Torkell Sætervadet

Troen på at dieselmotorer med røtter i bilindustrien skulle være løsningen for framtidens småfly fikk en alvorlig knekk da den tyske produsenten Thielert gikk konkurs i 2008. Mens Thielert halter videre som Centurion i Tyskland, har flyprodusenten Diamond Aircraft på rekordtid etablert en helt ny motorfabrikk i Østerrike ved navn Austro Engine. Planen er å lede småflybransjen inn i jetfuelalderen én gang for alle.Det er ingen tilfeldighet at det var flyprodusenten Diamond som gikk til det drastiske skrittet det er å etablere en egen motorfab-rikk. Diamond ble nemlig særs hardt rammet av Thielert-konkursen siden et stort antall Diamond-fly er designet rundt Thielerts drivstoffgjerrige Centurion-motor.

Nye løsninger for AE-300
Austro Engines første dieselmotordesign har betegnelsen AE-300-E4 og er designet rundt samme type motorblokk fra Mercedes som tyske Centurion 2.0. Her stopper imidlertid likhetene.

– Vi hadde naturligvis inngående kjennskap til de tekniske utfordringene som var knyttet til Thielerts motorer. Derfor valgte vi fundamentalt forskjellige løsninger når vi utviklet vår egen dieselmotor, forteller Peter Lietz som er markedssjef for Austro Engine.

Vibrasjonsdemping uten clutch
– En av de store forskjellene er at vi ikke bruker clutch mellom propell og motor for å dempe de kraftige vibrasjonene som kommer fra en dieselmotor. En clutch kan i verste fall slure slik at propellen ikke lenger roterer sammen med motoren. Vår antivibreringsmekanisme består av en torsjonsdemper i steden, det vil si to stålskiver som er knyttet sammen med fjærer. Skulle fjærene ryke vil fortsatt propellen rotere. Dette er et viktig sikkerhetsmoment, forteller Lietz.

I Norge havarerte en Diamond DA40-D med Thielert Centurion 2.0-motor hvor nettopp feil med clutchen kan ha vært en medvirkende årsak. Med en torsjonsdemper ville ikke det samme kunne skje.

Lastebilturbo
– En annen forskjell er at vi har valgt å bruke en standard propellgovernor fra tyske MT-Propeller for å endre bladvinkelen på constant-speed-propellen. Dermed sikrer vi oss at det er velkjent teknologi fra popellfabrikanten som utfører denne viktige oppgaven. En elektronisk styrt stepmotor gjør jobben som det blå prophåndtaket i cockpit ville gjort i en konvensjonell installasjon. Forøvrig er alt som i en standard MT-installasjon, understreker Lietz.

– Vi har dessuten valgt å bruke en godt overdimensjonert turbo. Turboen stammer fra lastebilindustrien og gir med sin solide konstruksjon gode operative toleranser.

Et prosjekt med tunge partnere
– Da vi satte igang med utviklingen av AE-300 var vi opptatt av å ha med tunge partnere i prosjektet. Tyske Hör Technologie utviklet et særdeles solid girsystem som har samme overhalingsintervall som selve motoren. MBtech Powertrain eies av Daimler og har ansvaret for selve motorblokken. Siden MBtech er en partner og ikke bare en leverandør får vi førstehåndskunnskap om de endringene som måtte finne sted i bilmotoren som er basis for AE-300. Dermed slipper vi ubehagelige overraskelser etterhvert som bilmotoren videre-utvikles, forklarer Lietz.

– Ikke minst er det gledelig at Bosch har etablert et eget selskap i Wien for utvikling av teknologi for småfly, Bosch General Aviation Technology. De er også partnere i prosjektet og leverer motorkontrollsystemene (EECU = Elec-
tronic Engine Control Unit) og andre elektriske nøkkelkomponenter i motoren, sier Lietz.

Høy ytelse i store høyder
Under avgang yter motoren 168 hestekrefter, noe som svarer til 100 prosent last. Ytelsen holder seg konstant helt til 10.000 fot takket være turboteknologien. En Lycoming IO-360 som typisk har 180 hestekrefter (hk) får redusert effekt etterhvert som man opererer i større høyder. Allerede ved 2.500 fot har effekten blitt redusert til 168 hk. Ved 10.000 fot er det «bare» 130 hk igjen fra Lycomings motor mens Austro Engine AE-300 fortsatt leverer full effekt.

Ekstremt lavt drivstofforbruk
For å få en rettferdig sammenlikning mellom ulike motorers effektivitet, oppgir man hvor mange gram drivstoff som brukes for å levere én kilowattime (kWh) med arbeidsenergi. Her er AE-300 i en særstilling med under 200 gram drivstoff per kWh. Interessant nok er motoren mest effektiv ved 73 prosents last – midt i blinken for cruise. Ikke en gang Centurion-motoren kan vise til like drivstoffgjerrig drift. Sammenlikner man med en klassisk flymotor ser man en reduksjon i størrelsesorden 50 prosent eller mer. Under cruise (120 hk/90 kW) bruker motoren bare 21 liter jetdrivstoff per time (tilsvarer 5.5 US gallons).

Forutsigbare driftskostnader
Siden dette er en helt ny motorkonstruksjon uten et stort antall akkumulerte driftstimer fra «felten», forutsetter EASA at motoren sendes inn til fabrikkoverhaling etter 1.000 timer.

– Vi mener dette er en håndterbar utfordring, blant annet fordi prisen for overhaling er relativt beskjeden med cirka 100.000 kroner. Installasjon i flyet kommer i tillegg og er beregnet å ta 16 arbeidstimer. Vår fabrikkgaranti dekker reparasjoner de første 1.000 driftstimene eller 24 månedene, avhengig av hva som inntreffer først. Dessuten har vi laget et vedlikeholdsprogram som vi har kalt SEPP og som gir en forutsigbar kostnad for det vedlikeholdet som skal skje mellom hver 1000-timer. Det er ingen 50-timersinspeksjon med denne motoren, og utover en enkel 100-timer skal høytrykkspumpe, torsjonsdemper og alternator etterses eller byttes hver 300. time. V-belter skal byttes hver 600. time. Mer er det ikke snakk om. Totalt beregner vi 18,20 Euro per time i samlede motorkostnader (om lag 150 kroner), inkludert alle overhalinger. Det er faktisk litt lavere enn tilsvarende timekostnad for en standard flymotor. Når man tenker på at man attpåtil sparer minst to hundre kroner i drivstoff hver time i lufta ender man opp med et meget attraktivt regnestykke, poengterer Lietz.

Vektøkning
En utfordring med de fleste dieselmotorer er at ytelsen i forhold til motorvekten er relativt lav. Våtvekten for en AE-300 er på 185 kg, minst 40 kg mer enn en tilsvarende flybensinmotor.

– Vel veier motoren noe mer, men man må ikke glemme at man trenger 10 kg mindre med fuel hver time sammenliknet med en klassisk flymotor. Dermed blir det i de fleste tilfeller ingen vesentlig reduksjon i payload med denne motoren.

Større motorer på vei
Under Aero 2011 i Friedrichshafen lanserte Austro et samarbeid med motorprodusenten Steyr. Steyr lager høykvalitets dieselmotorer blant annet for marine formål og har nå kastet sine øyne på luftfarten. Sammen med Austro Engine vil Steyr utvikle en ny sekssylindret dieselmotor for allmennfly. Første applikasjon for motoren vil være Diamonds nye flaggskip blant småfly, DA-50 Magnum.

– For enkelte fly vil det være behov for høyere effekt, og derfor er vi i gang med å utvikle en sekssylindret dieselmotor som skal yte 275 hk og som vil passe for fly som i dag bruker motorer som IO-540. Motoren er væskekjølt og vil veie cirka 240 kg tørr. Dette er imidlertid et prosjekt som ligger noe lenger fram i tid, avslutter Lietz.