Studenti diplomskog studija zrakoplovstva na zagrebačkom Fakultetu strojarstva i brodogradnje (FSB) ostvarili su izniman uspjeh pobjedom na prestižnom međunarodnom natjecanju kojeg organizira American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). Kako je 23. listopada objavio AIAA, tim sastavljen od studenata Sveučilišta u Zagrebu osvojio je prvo mjesto na natjecanju dizajnerskih rješenja nazvanom „2017-2018 Graduate Team Aircraft Design Competition – Advanced Pilot Training Aircraft“. Ukupno deset studenata pod vodstvom dvojice mentora izradili su pobjednički dizajn nazvan „FSB-TX Project“, podnesen na ocjenjivanje u kategoriji timskih projekata studenata diplomskih studija. Drugoplasirani su bili studenti iz belgijskog Université de Liège, dok su treće mjesto osvojili Iranci iz Teherana, s tamošnjeg Sharif University of Technology.
Većina studentskog tima i njihovi mentori
Pobjednički projektni tim – kojeg su sačinjavali Fran Delić, Tibor Gašparac, Antonio Golub, Antonio Jurišić, Antonio Klasnić, Ivan Kovačević, Matea Lišnić, Hrvoje Magdić, Kristijan Ruklić i Vjekoslav Sraga, te njihovi mentori prof. dr. sc. Milan Vrdoljak i doc. dr. sc. Pero Prebeg sa studija zrakoplovstva – izradio je najbolje ocijenjeni rad – projekt trenažnog zrakoplova za letačku obuku pilota na suvremenim borbenim zrakoplovima tipa F-22 i F-35. Primjenom znanja stečenog na studiju, uz korištenje stručne literature te konzultacije sa stručnjacima, studenti su u okviru konceptualnog projekta zrakoplova osnovali njegove glavne sustave (krilo, trup, podvozje, pogon i drugo), u skladu s ciljevima koje su samostalno odredili te zahtjevima projektnog zadatka i MIL standarda. Cijeli projekt FSB TX trajao je ukupno osam mjeseci i bio je podijeljen na 10 cjelina, a za svaku od njih bila su zadužena po dva studenta.
Ukupno 83 stranice projekta započele su analizom potencijalnih misija novog obučnog zrakoplova, te njihovim uklapanjem u okvir uvjeta zadanih kroz RFP projekta (nosivost, domet, brzina, dužina sletnih staza i drugo). Tim su temeljem identificirana tri glavna parametra, koji su oblikovali daljnji dizajn – (1) visina troškova u životnom vijeku aviona, (2) minimalizacija potrebne dužine pista, te (3) postizanje maksimalne manuvrabilnosti letjelice (što je kumovalo odluci za jedan vertikalni repni stabilizator). Motor i velik broj konstrukcijskih rješenja bili su odabrani tako da zadovolje uvjete natječaja, a ujedno smanje troškove proizvodnje i održavanja – što je potkrijepljeno odgovarajućim proračunima. Tim je temeljem izrađen izbor od tri načelna konstrukcijska rješenja, čije su performanse onda uspoređene međusobno, ali i s dva postojeća obučna zrakoplova čije su se varijante natjecale i u stvarnom natječaju američki „Projekt T-X“ (Aermacci M-346 Master i KAI T-50 Golden Eagle). Od navedenih 5 dizajnerskih rješenja onda je odabrano ono za koje je tim procijenio kako najbolje zadovoljava ukupne postavljene uvjete natječaja (jedno od vlastita tri), i njega se dalje razvijalo. Velika je pažnja posvećena analizi troškova nove letjelice (proizvodnih i nabavnih, pojedinačnih, eksploatacijskih, te tijekom čitavog životnog ciklusa, sve ovisno i o broju potencijalno proizvedenih primjeraka), a detaljnije je razmotrena i struktura novog aviona te proizvodni zahtjevi koje ona uvjetuje. Pri svemu tome, s uvidom u obrazlaganje pojedinih dizajnerskih odluka, posebno je zanimljivo usporediti konačni rezultat rada tima hrvatskih studenata s onim iz stvarnoga natječaja u kojem je pobijedila letjelica Boeing/Saab „Boeing T-X“, o kojoj ponešto više u nastavku teksta.
Nagrada zagrebačkih studenata pobjednika natječaja je višestruka: simbolična novčana nagrada od 1.250 USD (ukupno za cijelu grupu), te što je mnogo bitnije – pozivnica za sudjelovanje na priredbi „AIAA SciTech Forum“, koja će se održati početkom iduće godine u San Diegu, savezna država California. Tamo će tim Sveučilišta u Zagrebu prezentirati svoj projekt pred vodećim međunarodnim stručnjacima iz područja projektiranja zrakoplova, na čast svog Fakulteta, Sveučilišta i države.
Raspodjela cjeloživotnih troškova za FSB-TX
Organizator ovog natječaja za studentske radove je American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), najveće svjetsko tehničko udruženje u zrakoplovnoj struci, koje obuhvaća gotovo 33.000 članova pojedinaca iz 85 država svijeta, te 95 članova s područja zrakoplovne industrije. Riječ je o organizaciji s tradicijom od preko 80 godina i oko 200.000 objavljenih članaka u više od 10 vlastitih stručnih časopisa, koja okuplja industriju, akademske zajednice i vlade, radi unapređenja znanosti te inženjerskih vještina na područjima zrakoplovstva, istraživanja svemira i obrane. U okviru svojih aktivnosti AIAA svake godine organizira i nekoliko studentskih natjecanja vezanih uz projektiranje zrakoplova i svemirskih letjelica – među kojim je jedna od najprestižnijih i najzahtjevnijih kategorija ona u kojoj se natječu timovi studenata diplomskih studija. To je kategorija u kojoj američka sveučilišta imaju skoro apsolutnu dominaciju, uz tek povremeno pojavljivanje studentskih skupina izvan SAD.
3D renderiranje potencijalnog obučnog zrakoplova FSB-TX
Koji je uzor vodio natječaj?
USAF Northrop T-38 Talon
Spomenuto AIAA natjecanje za akademsku godinu 2017./18. utemeljeno je na stvarnom natječaju Vlade SAD za projektiranje nove generacije obučnih aviona, koji će generacije budućih pilota pripremiti na letenje na suvremenim zrakoplovnim sustavima F-22 Raptor i F-35 Lightning II. Naime, Zapovjedništvo za izobrazbu i obuku Zračnih snaga SAD je još od 2003. godine krenulo u projekt zamjene dosadašnjih mlaznih obučnih zrakoplova Northrop T-38 Talon, čija je flota stara gotovo 60 godina. Usprkos proračunskim manjkovima, 2009. godine bio je raspisan Zahtjev za dostavu informacija (RFI), a planiralo se početnu kupovinu oko 350 novih obučnih letjelica tipa „T-X“, dok se spominjala i konačna ukupna brojka od oko 1.000 takvih zrakoplova. Nakon godina odgađanja, Zračne snage SAD su 20. ožujka 2015. konačno objavile svoje zahtjeve vezane uz „Projekt T-X“, a 30. prosinca 2016. potencijalnim ponuđačima odaslan je i službeni Poziv za podnošenje prijedloga (Request for Proposals – RFP). Njime je definirano i očekivanje o inicijalnom ulasku novih aviona u službu do 2024. godine.
Novi obučni avion treba pripremiti pilote na sve višu razinu kompleksnosti pojedinih sustava borbenih zrakoplova pete generacije, kakvi su F-22 Raptor i F-35 Lightning II, posebice po pitanju upravljanja informacijama. Od novih letjelica i njihovih simulacijskih sustava očekivalo se da ispune niz obučnih zadaća: osnovnu letačku obuku, obuku u formacijskom i instrumentalnom letenju te navigaciji, obuku u naprednim djelovanjima u zraku i prema tlu, kao i obuku u naprednom upravljanju sustavima kokpita od pilota/posade. Uz to je bilo specificirano i pet obučnih polja koje su novi zrakoplovi morali ispunjavati: (1) uvježbavanje dugotrajnijih djelovanja pri G-silama od 6,5 do 7,5, (2) dopunu gorivom u zraku (postupno olabavljeno dopuštanjem da ta opcija bude dostupna samo u simulatoru, a ne nužno i na letjelici), (3) provođenje operacija s opremom za noćno gledanje, (4) izvođenje zračnih presretanja, te (5) djelovanja uz korištenje podatkovnih veza širokog opsega (data-link). Za sve to je naglasak bio stavljen na cijenu cjelokupnog sustava kroz čitav njegov životni ciklus, a tražila se i operativna raspoloživost novih zrakoplova od 80 posto (ne i više, radi kontrole vezanih troškova). Novi su obučni zrakoplovi bili specificirani bez uključivanja oružnih sustava – dakle, bez inicijalne mogućnosti korištenja kao lakih borbenih letjelica – a u hodu se odustalo i od zahtjeva za omogućavanje njihova korištenja na nosačima zrakoplova, ne bi li se zadržalo naglasak na ulozi naprednog obučnog aviona, pribavljenog uz minimalnu moguću cijenu ukupnog životnog ciklusa.
Na ovaj posao javne nabave je svoje prijedloge poslao niz svjetskih proizvođača zrakoplova: (1) Leonardo S.p.A. s avionom T-100, zasnovanom na Aermacci M-346 Master, (2) Korea Aerospace Industries/Lockheed Martin s avionom T-50 Golden Eagle, (3) Boeing/Saab Group s novim, namjenski projektiranim avionom Boeing T-X, te (4) Sierra Nevada Corporation/Turkish Aerospace Industries sa svojim novoprojektiranim avionom. Od toga su se 27. rujna 2018. godine Zračne snage SAD odlučile za ponudu Boeing/Saab – jednomotornu mlaznu letjelicu s dva vertikalna repna stabilizatora i s mogućnošću dopune gorivom u zraku. Bio je to proizvod sporazuma o suradnji potpisanog 6. prosinca 2013. godine, čiji je prvi prototip (BTX-1) poletio 20. prosinca 2016. godine. Nakon objave izbora nasljednika za islužene T-38 Talon, 27. rujna 2018. godine, čulo se da su podnesene i inicijalne narudžbe za prvih 5 aviona i 7 simulatora, vrijedne 813 milijuna USD. Tome bi trebalo slijediti pribavljanje ukupno 351 aviona te 46 simulatora (s opcijom za 475 aviona i 120 simulatora), što bi Zračne snage SAD trebalo koštati ukupno oko 9,2 milijarde USD. Inicijalna operativna spremnost novih obučnih zrakoplova se očekuje do 2024. godine, uz punu operativnu spremnost do 2034. godine. Od toga će prvi avioni i simulatori otići put zrakoplovne baze Joint Base San Antonio-Randolph, Texas, dok će onda postupno na nove letjelice preći i preostale lokacije gdje se koriste stari obučni avioni T-38 Talon: Columbus Air Force Base, Mississippi; Laughlin AFB, Texas; Sheppard AFB, Texas i Vance AFB, Oklahoma.
