Flugzeuggasturbine wird elektrisch
Im Gegensatz zu elektrohydrostatischen Aktuatoren besitzen elektromechanische Aktuatoren (electromechanical actuators, EMA) keine hydraulische Sicherung und eignen sich ausgezeichnet für Steuerungssysteme von Gasturbinentriebwerken. Das EU-finanzierte Projekt E-SEMA (Development of electric smart actuator for gas turbine engines) hat ein innovatives Konzept für extrem leichte, zuverlässige und intelligente elektrische Antriebe entwickelt und getestet. EMA stellen die nächste Generation von Antriebssystemen für die meisten kommerziellen Flugzeuge und Flugzeugmotoren dar. Per Plug-and-Play mit der Motorturbinensteuereinheit verbunden werden die elektrischen Aktoren verwendet, um die Einlassführung oder die Statorschaufel zu steuern. Dadurch ersetzen sie aktuelle hydraulischen Aktuatoren. Besonderes Augenmerk erhielt die Entwicklung einer hoch zuverlässigen elektronischen Architektur unter Berücksichtigung der starken Vibrationen und extremen Betriebs- und Umgebungsbedingungen, die bei den Motoren vorliegen. Wissenschaftler untersuchen neue metallische Werkstoffe für Motoren mit einem hohen Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnis für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Spezielle Wärmedämmungsmethoden wurden eingesetzt, um den Schutz von Elektronik und Sensoren vor wichtigen Faktoren wie etwa Kälte sicherzustellen. Eine Strukturüberwachung reduziert die Wartungskosten erheblich. Die Projektarbeit führte zu standardisierten modulieren Antriebssystemen, um zusätzliche Zertifizierungskosten zu vermeiden, laufende Kosten zu reduzieren und die Aktoren schnell zu konfigurieren. Die fortschrittlichen Konzepte von E-SEMA für vollelektrische Flugzeuge, helfen dabei die Zapfluft in Motoren und das Systemgewicht zu verringern. Im Gegenzug sollten diese die Leistung steigern und gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch, Emissionen und Betriebskosten senken. Bei einem geringeren Flugzeuggewicht werden die Emissionen voraussichtlich um 5% innerhalb von 10 Jahren sinken. Durch diesen wesentlichen Beitrag zum vollelektrischen Flugzeug der nächsten Generation sollten diese innovativen EMA die europäische Wettbewerbsfähigkeit im anspruchsvollen Luftfahrtsektor erhöhen.
