Weniger Lärm und Emissionen für das Flugzeug der Zukunft
Flugzeuge verfügen über eine Klimaanlage oder Umgebungskontrollsystem (environmental control system, ECS), das die Luftzufuhr, die Temperatur und den Kabinendruck verwaltet. Als Teil dieses Systems nutzt die Stauluft-Schaufel den durch die Flugzeugbewegung (Ram Air) erzeugten Luftstrom, um die Motorleistung und die Kühlung zu erhöhen und die Effizienz zu steigern.Das Luftfahrtforschungsprogramm Clean Sky der EU hat sich ehrgeizige Ziele für künftige vollelektrische Flugzeuge mit reduzierten Emissionen gesetzt. Ein erweitertes Stauluftschaufel- und Kanalsystem für ein voll-elektrisches ECS wird durch das von der EU geförderte Projekt SIPAL entwickelt, das beide Ziele bewältigen will. Das System basiert auf geometrischen Spezifikationen, die von einem großen Flugzeughersteller geliefert wurden. SIPAL inkorporiert Vereisungs- und Lärmschutz, der mit einer vollelektrischen ECS kompatibel ist.Die Stauluftschaufel benötigt einen elektrothermischen Vereisungsschutz. Die Partner simulierten Vereisungsbedingungen mithilfe einer maßgeschneiderten Software. Dann entwickelten sie die Designkonzepte für die spezifischen Heizelemente und die erforderliche Leistung, um die Eisbildung in akzeptablen Grenzen zu halten. Das Vereisungsverhalten von Schaufel und Kanal entsprach in großem Maße den analytischen Ergebnissen der Simulationen und zeigten, dass die neuartige Software bei der Gewährleistung energieeffizienter Wärmezufuhr in den Kanälen funktioniert.Darüber ist der Lärmschutz aufgrund künftiger Lärmbeschränkungen (Schallabsorption) ein kritischer Punkt im Design. Das Team untersuchte die Möglichkeit der Integration von Vereisungs- und Lärmschutz in die gleiche Kanaloberfläche. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass dies möglich sein wird. Angesichts des Zeitdrucks, unter dem das Projekt steht, betteten die Partner den Lärmschutz in Bereiche ein, in denen keine Vereisungungsschutz besteht.Die SIPAL-Technologien für Vereisungs- und Lärmschutz im Stauluftkanal einer elektrischen ECS der neuen Generation kombinieren viele Ziele der Clean Sky-Initiative der EU und können künftige Flugzeuge mit einem wichtigen Zusatz versehen. Das Stauluftsystem verbessert den Motorwirkungsgrad und senkt Emissionen. Die Integration von Lärmminderungstechnologien und elektrischer Steuerung bringt die EU einen Schritt näher an das vollelektrische Flugzeug mit reduzierten Lärm- und Schadstoffemissionen.
