Intelligente Sensoren für grünere Helikopter
Das Konzept SAGE 5 (Sustainable and Green Engine) ist ein geplantes Vorführsystem für integrierte Technologie, mit dem umweltfreundliche und leise Wellenleistungstriebwerke für Helikopter entwickelt werden. Dies stimmt mit der Initiative Clean Sky überein. Eine effizientere Kraftstoffumwandlung und somit ein geringerer Kraftstoffverbrauch führen weitestgehend auch zu niedrigeren Emissionen giftiger Gase. Eine Optimierung der Energieübertragung kann somit die Effizienz steigern und Lärm verringern. Um den Kraftstoffverbrauch und die Triebwerksleistung zu optimieren, müssen die Wellendrehzahl sowie die Temperatur und der Druck von Luft, Kraftstoff und Öl moduliert werden. EU-geförderte Wissenschaftler untersuchen im Rahmen des Projekts "Active pressure, position and temperature sensors for turboshaft engines" (ACTIPPTSENS) das Potenzial intelligenter Steuerungstechnologien, um die Emissionen und den Lärm leichter zu senken. Das ursprüngliche Augenmerk lag auf zwei Arten neuer Sensortechnologien: kontaktlose Drehmomentsensoren zur Messung des Drehmoments und der Rotationsgeschwindigkeit sowie Sensoren piezoelektrischer mikroelektromechanischer Systeme (MEMS). Für Letztere bestand der Plan darin, einen piezoelektrischen Umwandler (Drucksensor) auf Grundlage elektrogesponnener Nanofasern mit einem Thermoelement zur Messung der Betriebstemperatur von piezoelektrischen Umwandlern (PZT, piezoelectric transducer) zu integrieren. Das Team modifizierte einen kontaktlosen Drehmomentsensor, der von einem Partner für Autos entwickelt und patentiert wurde und für Helikopter geeignet ist. Er wurde gefertigt und getestet und zeigte eine bessere Messleistung und eine längere Nutzungsdauer auf. Außerdem kann das statische Verhalten gemessen werden und der Sensor kann auf das Triebwerk angebracht anstatt in eine Fuge eingefügt werden. Obwohl ein piezoelektrisches Nanofaserngeflecht mit der gewünschten Mikrostruktur erfolgreich erstellt wurde, verhinderten technische Probleme mit weiteren Vorgangsschritten eine weitere Entwicklung des PZT-MEMS-Sensors. Die Wissenschaftler verwendeten stattdessen eine kommerzielle PZT-Lösung. Eine weitere Entwicklung und Optimierung der intelligenten Überwachungstechnologie hat umfassende Auswirkungen für die Herstellung in naher Zukunft von grüneren und leiseren Helikoptern.
