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Engine LUBrication SYStem technologies

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Verbesserte Leistung von Flugtriebwerken

Die europäische Luftfahrtindustrie ist bestrebt, Treibstoffverbrauch und schädliche Emissionen zu reduzieren. EU-finanzierte Wissenschaftler haben eine neuartige Schmiertechnologie und Überwachungssysteme bereitgestellt, um zum Erreichen dieser ehrgeizigen Ziele beizutragen.

Klimawandel und Umwelt

Obwohl Flugzeugturbinen in den letzten Jahren enorm weiterentwickelt wurden, sind die Schmiersysteme, welche Wärme abführen und die stark belasteten Teile schmieren, weitgehend unverändert geblieben. Neuartige Technologien werden benötigt, um die zukünftigen Anforderungen zu erfüllen, darunter verbesserter thermischer Wirkungsgrad und geringerer spezifischer Treibstoffverbrauch bei gleichzeitiger Erhaltung der Zuverlässigkeit und Senkung der Masse. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Engine lubrication system technologies" (ELUBSYS) befasste man sich mit dieser Herausforderung, indem neuartige Dichtungstechnologien wie Bürstendichtungen erforscht wurden. Bürstendichtungen senken Zapfluftverluste, halten den extremen Bedingungen in Flugtriebwerken stand und verbessern so die Antriebseffizienz des Triebwerks. Das Ziel war eine Senkung des Zapfluft- und Maschinenölverbrauchs um 60 %, verbesserte Überwachung der Ölqualität, verbessertes Wärmemanagement und verringertes Gewicht des Schmiersystems. Die Technologie wird wesentlich dazu beitragen, den spezifischen Treibstoffverbrauch und die Emissionen zu verringern. Die Projektmitglieder bewerteten drei Arten von Bürstendichtungen, darunter Modelle aus Kevlar und Carbon. Ihr Vermögen, den Lagerraum für reduzierten Zapfluftbedarf abzudichten, und ihre Haltbarkeit unter extremen Bedingungen wurden bewertet. Diese Dichtungen wiesen eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf und senkten den Luftbedarf um 75 bis 95 %, womit sie die Erwartungen übertrafen. Die Wissenschaftler untersuchten die Auswirkungen der Bürstendichtungen auf den thermischen Wirkungsgrad und die Ölqualität. Dies wurde erreicht, indem das gesamte Schmiersystem einschließlich der Leistung von Spülpumpe und Lüftungsanschluss sowie das Ölverhalten untersucht wurden. Detaillierte experimentelle Untersuchungen in Verbindungen mit numerischen Modellen führten zu einer Reihe von Konstruktionsregeln und -leitlinien, die bessere Schmiersysteme in modernen Gasturbinenmotoren ermöglichen. Mehrere verschiedene Typen von Ölqualitätssensoren wurden entwickelt. Zwei davon wurden bereits unter den extremen Motorbedingungen validiert, denen sie bei der Anwendung ausgesetzt sein werden. Insgesamt konnten die ELUBSYS-Technologien die Triebwerksmasse um bis zu 26 kg, den Ölverbrauch um bis zu 60 % und den Luftbedarf um 90 % verringern. Außerdem ist es wahrscheinlich, dass die Wartungskosten und direkten Betriebskosten signifikant gesenkt werden können, während die Auswirkungen auf die globale Klimaveränderung eingeschränkt werden. Verbesserungen an bestehenden Triebwerken und Ölausrüstung sowie Empfehlungen für zukünftige Konstruktionen werden beachtliche Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Luft- und Raumfahrtindustrie haben.

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