Saubere und umweltfreundliche Lösungen für Hydraulikkomponenten für zukünftige Flugzeugmotoren mit offenem Rotor
Im Rahmen der Initiative Clean Sky will Europa die technische Reife des offenen Rotormotors als einen möglichen Nachfolger des Turbofan-Motors bei heutigen Zivilflugzeugen vorantreiben. Der Schlüssel zu seiner Sicherheit und Lebensfähigkeit ist die präzise Kontrolle der Blattneigung für jedes seiner Mehrfachblätter. Das von der EU finanzierte Projekt ORPASV wollte den Stand der Technik bei der Neigungssteuerung mit elektrohydraulischer Betätigung vorantreiben. Das ORPASV-Team entwickelte im Rahmen des Demonstrationsprojekts Sustainable and Green Engine (SAGE) elektrohydraulische Servoventile für die Systemarchitektur der Neigungssteuerung. SAGE zielt auf Konstruktion, Herstellung und Prüfung eines Demonstrators für einen Gegenrotationsrotor (CROR) ab. Die CROR-Motorenarchitektur stellt eine Herausforderung für das Steuerungssystem der Blattneigung dar, insbesondere die Leistungsanforderungen, die mit hohen Strömungspegeln verbunden sind, um die Neigung jeder Klinge zu steuern. Genauer gesagt entwickelten die Projektpartner elektrohydraulische Servoventil-Prototypen für den Demonstrationsmotor, um den CROR-Demonstrator für die Motorenprüfung auszustatten. Sie haben sich erfolgreich mit zahlreichen technischen Herausforderungen beschäftigt. Hierbei handelt es sich vorwiegend um hohe Durchflussmengen, Flüssigkeiten, die mit hoher Viskosität und hoher Viskositätsvariation in Bezug auf Temperatur verwendet werden, sowie Langzeitvibrationstests über die derzeitigen Luft- und Raumfahrt-Standards hinaus. Die Wissenschaftler entwickelten und demonstrierten auch einen Prototyp für einen elektrohydraulischen Servoventilmotor mit optimierten Technologien basierend auf den Anforderungen der Spezifikation eines Zieltriebwerks mit offenem Rotor, um die Servoventilhülle und das Gewicht zu minimieren. Sie demonstrierten die verbesserte Leistung der Servoventile für den Zielmotor hinsichtlich Gewichtseinsparungen, geringer interner Leckage und dynamischer Bedienung. Der Weg zur nächsten Generation von Flugzeugen ist noch weit, und bevor irgendwelche Änderungen an bestehenden Architekturen vorgenommen werden, muss ihnen absolut vertraut werden können. ORPASV aber ebnete den Weg für neu gestaltete Servoventile, um eine hohe Technologiebereitschaft zu erreichen, damit sie für die weitere Entwicklung ausgewählt werden können.
Schlüsselbegriffe
Triebwerk mit offenem Rotor, Rotorblattverstellung, ORPASV, elektrohydraulische Servoventile, Neigungssteuerung