Hubschrauber können auch leiser fliegen!
Das Forschungskonsortium für umweltfreundliche Drehflügler innerhalb des europäischen Forschungsprogramms Clean Sky entwickelt Technologien zur starken Eindämmung von Rotorlärm und zur Senkung des Treibstoffverbrauchs bei Hubschraubern. Der Hauptrotor und seine Rotorblätter stellen hier eine Hauptursache dar, da sie nicht derart an die Flugbedingungen angepasst werden können, dass ein günstiges aerodynamisches Profil zustande kommt. Diese mangelnde Flexibilität hat überdies Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und beeinflusst die mögliche Flugcharakteristik wie auch Geschwindigkeit und Reichweite. Da eine Echtzeitanpassung der Rotorblätter derzeit technisch nicht realisierbar ist, hat man andere Optionen in Betracht gezogen. Innerhalb des Rotorblatts von Aktuatoren in Hohlräumen erzeugte synthetische Jets können Luft blasen oder ansaugen und so Turbulenzen erzeugen, welche die unerwünschten Bedingungen tatsächlich reduzieren. Piezoaktoren sind eine vielversprechende Technologie und deshalb soll das von der EU finanzierte Projekt "Piezo power supply module for piezo actuator bench" (PPSMPAB) ein Piezo-Stromversorgungsmodul entwickeln, mit dem diese leistungsfähigen Aktoren angetrieben werden können. PPSMPAB will eine Piezostromversorgung entwickeln, welche die höchste geforderte Leistung bei sehr hohem Wirkungsgrad zum Antreiben von Piezoaktoren bei Hubschrauberanwendungen erzeugt. Die Wissenschaftler führten eine Machbarkeitsstudie durch, die potenzielle Demonstratoren der Energiekerne und die wichtigsten Kompromisse bei den verschiedenen Technologien betrachtet. Anhand der Schlussfolgerungen daraus erstellten sie ein detailliertes Konzept einschließlich der elektronischen Funktionen und des zugehörigen Packaging für die eingebettete Lösung. Zum Ende produzierte das Team einen endgültigen Prototyp der Piezostromversorgung, der den Anforderungen des Technologie-Reifegrads 4 entsprach. Erprobung und Charakterisierung wiesen den Weg für die zukünftige Entwicklungsarbeit, welche die Integration einer Piezostromversorgung in Hubschrauber zum Schwerpunkt haben wird. Fazit ist: Piezoaktoren verfügen über das Potenzial, leisere und umweltfreundlichere Hubschrauber zu realisieren. PPSMPAB leistete einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung einer zugehörigen Stromversorgung das hoch leistungsfähige, hocheffiziente System. Starke Errungenschaften, die auf dem Weg zum Ziel vollbracht werden, sind einzelne Komponenten für die Leistungselektronik einschließlich des leistungsstärksten Piezoverstärkers, der auf dem Markt zu finden ist.
Schlüsselbegriffe
Drehflügler, Lärm, Rotorblätter, Stromversorgung, Piezoaktuator
