Standaryzacja modułowej technologii siłowników samolotowych
Dzięki maksymalizacji wykorzystania elektryczności we wszystkich systemach, elektryfikacja systemów lotniczych pozwoli na znaczące zmniejszenie zużycia paliwa i emisji. Różne unijne inicjatywy, takie jak Czyste niebo, wraz z jej systemem ekologicznych operacji, mają przybliżyć nas do realizacji tego celu. Projekt ACTUATION2015 (ACTUATION 2015: Modular electro mechanical actuators for ACARE 2020 aircraft and helicopters) wpisał się w te działania, skupiając się na technologiach EMA. Siłowniki takie są niezbędne, by można było wyeliminować obwody hydrauliczne, pompy i zbiorniki. Partnerzy projektu opracowali i przetestowali zbiór ustandaryzowanych, modułowych i skalowalnych EMA, spełniających wymagania dotyczące kosztów i niezawodności obowiązujące w przypadku płatowców. W porównaniu z aktualnie użytkowanymi samolotami wąskokadłubowymi w projekcie ACTUATION2015 przyjęto za cel zmniejszenie całościowych kosztów eksploatacyjnych siłowników o 30%, poprawę niezawodności o 30% i zmniejszenie masy samolotu o 500 kg. Zaprojektowano trzy rodzaje standardowych modułów: elektronikę układu napędowego, silniki i mechanikę. Uczeni zbadali technologię związaną z modułami EMA, w tym architektury siłowników, materiały kompozytowe, mechatronikę, nowe czujniki oraz elektronikę układu zasilania, stosując przy tym proces standaryzacji. Zbudowano prototypy przeznaczone do testów na poziomie modułów oraz siłowników. Poszczególne moduły i zmontowane EMA zostały ocenione na specjalnie zbudowanych stanowiskach testowych. Ważnym osiągnięciem było opracowanie biblioteki siłowników Modelica, wraz z narzędziami do wielopoziomowego projektowania modułów oraz standardowymi narzędziami projektowymi mającymi usprawnić proces kwalifikacji. Większa niezawodność i dostępność EMA jest możliwa dzięki zastosowaniu dobrych praktyk projektowych oraz zintegrowanego prognostycznego systemu monitorowania stanu i zużycia. Uczestnicy projektu ACTUATION2015 przeanalizowali metody wykrywania początkowych faz defektów, aby móc zidentyfikować potrzebę podjęcia działań konserwacyjnych, zanim dojdzie do awarii, i zminimalizować możliwość awarii podczas lotu. Opracowano dziewięć wirtualnych urządzeń demonstracyjnych, w tym siłowniki do głównego podwozia, a siłowniki do sterowania podwoziem przednim i głównym są ukończone. Ponadto, partnerzy projektu przygotowali cztery inne demonstratory EMA: lotkę liniową, przerywacz obrotowy, układ zwiększania siły nośnej oraz elektryczny układ hamowania. Omawiane prace przyczynią się w istotny sposób do realizacji ambitnych celów UE i przemysłu lotniczego dotyczących zmniejszenia emisji oraz poprawy konkurencyjności i zrównoważoności.
Słowa kluczowe
Samolot, siłowniki elektromechaniczne, ACTUATION2015, ustandaryzowane moduły, kadłuby
