Multi-Chip-Elektronikplattform ersetzt Flugzeughydraulik
Mit vollelektrischen Flugzeugen werden eine signifikante Abnahme der Komplexität, reduziertes Gewicht und ein geringerer Kraftstoffverbrauch in greifbare Nähe rücken. Letzteres hat wichtige Folgen für die Betriebskosten und die Umweltbelastung. Außerdem sollten elektrische Systeme im Vergleich zu hydraulischen Systemen deutlich weniger Wartungskosten verursachen. Die an dem EU-finanzierten Projekt CREAM beteiligten Wissenschaftler konzentrierten sich auf dem Wege der Entwicklung elektromechanischer Hochleistungsaktuatoren (electromechanical actuator, EMA) auf die Abschaffung von möglichst vielen Hydraulikenergiequellen und Hydraulikleitungen. Bei konventionellen Flugzeugen sind durch Hydralikkreise betätigte Aktuatoren im Einsatz, die unter Druck stehende Flüssigkeiten enthalten, um verschiedene Flugzeugsteuerflächen wie die Flügelklappen und das Fahrwerk zu bewegen. Elektromechanische Aktoren funktionieren über elektrische Motoren, um ein Drehmoment zu erzeugen, das die Betätigung auf eine viel einfachere und kompaktere Art auslöst. Das Multi-Chip-Power-Modul (MCPM) von CREAM ist eine Elektronikplattform, welche die verschiedenen Chips oder Funktionalitäten auf dem gleichen Substrat zum Einsatz als ein einzelnes Bauteil vereint. Im Aktuatorgehäuse sind hier sowohl die Komponenten der Leistungselektronik als auch die Steuerelektronik enthalten. Das System bietet bei etwa der Hälfte des Volumens und der Masse eine hohe Leistungsdichte. Mit Hilfe eines modernen Wärmemanagements wird die Elektronik den im Luftverkehr vorherrschenden extremen Betriebsbedingungen standhalten. Vier vollständig montierte Multi-Chip-Power-Module, die sämtliche EMA-Teile beinhalteten, wurden gefertigt und in einer rauen Testumgebung erprobt. Die CREAM-Resultate bestätigen, dass elektromagnetische Aktuatoren in der Lage sind, die flugkritischen Steuerflächen an Flugzeugen auf zuverlässige Weise zu betätigen. Angesichts der intensiven Wettbewerbssituation in Bezug auf die Vereinigten Staaten kann die EU nun auf den Projektergebnissen aufbauen und eine Führungsrolle im herausfordernden Luftfahrtsektor übernehmen.
