Rotorblattsteuerung für umweltfreundliche Luftfahrtantriebe
Angesichts der wachsenden Globalisierung steigt auch das Flugaufkommen, um Menschen für Geschäft und Vergnügen zusammenzubringen. Eine einzigartige öffentlich-private Partnerschaft in der EU (Clean Sky) fördert Forschung und Entwicklung von neuen Designs und Technologien, um die Umweltauswirkungen des Luftverkehrs zu verringern. Das Motorenkonzept des gegenläufigen offenen Rotors (CROR) gehört zu den vielversprechendsten Designs. Es soll die Turbofantriebwerke, die schon seit Langem unsere Jumbo-Jets antreiben, ersetzen und so zu einer 20%-ige Senkung der Emissionen führen. Ein wichtiger Teil der Validierung wird sich mit der Steuerung der Blattverstellung befassen, mit der Flugzeugleistung und Geschwindigkeit angepasst werden und die für Turbofans nicht erforderlich ist. Im Rahmen des Projekts OREAT (Open rotor engines advanced technologies for rotor blade pitch change mechanism) untersuchten EU-finanzierte Wissenschaftler die Optionen hierfür. Konzepte mit offenem Rotor gibt es schon eine Weile, aber Lärm und Sicherheit machen Probleme, da das offene Design kein Fan-Gehäuse zulässt. Intensive Forschungen und Redesigns haben die angesprochenen Aspekte berücksichtigt und ein Technologie-Demonstrator ist in Arbeit. OREAT baute auf den Vorgaben für einen CROR-Demonstrator auf, der für Bodentests Ende des Jahres 2015 vorgesehen war. Basierend auf diesen Daten untersuchte das Team eine Vielzahl von Konzepten für den Blatteinstellungsmechanismus (PCM). Nach einer Vorauswahl wurden die vielversprechendsten Entwürfe einer umfassenden Bewertung hinsichtlich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Gewicht, Leistung, Steuerbarkeit, Wartbarkeit, Lebensdauer, Laufzeit und Kosten unterzogen. Daraus wurde ein einzelnes Design ausgewählt. Basierend auf bewährten Zuverlässigkeitsdaten zeigte OREAT, dass das aktuelle beste Design die Sicherheitsanforderungen nicht erfüllen könnte, speziell in Hinsicht auf eine Abschaltung während des Fluges. Das Folgeprojekt OREAT II wird dort weitermachen, wo OREAT aufgehört hat, und sich auf die PCM-Risikominderung konzentrieren, um eine zertifizierbare PCM für den Technologie-Demonstrator von Clean Sky zu erreichen. Die OREAT-Ergebnisse leisteten einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung eines sicheren und zuverlässigen CROR-Konzepts, indem sie den Weg zur Reduzierung der Risiken im Zusammenhang mit dessen kritischen PCM ebneten. Durch die Eingrenzung von Designs auf Basis einer Reihe von Kriterien bringen die Wissenschaftler das vielversprechendste PCM-Konzept nun in die Optimierungsphase.
Schlüsselbegriffe
Rotorblatt, Motoren, offener Rotor, CROR, Blattverstellung, Blatteinstellungsmechanismus
