Projektbeschreibung
Neue Ideen für die Luftfahrtindustrie der EU zur Einsparung von Treibstoff und Emissionen
Die jährlichen globalen Emissionen der internationalen Luft- und Raumfahrt sind bereits etwa 70 % höher, als ihr Stand von vor 15 Jahren. Die Internationale Zivilluftfahrtorganisation prognostiziert, dass sie bis 2050 um weitere 300 % ansteigen könnten, wenn keine Maßnahmen zur Eindämmung ergriffen werden. Effizientere Motoren sind eine Möglichkeit, Emissionen zu senken, sodass Propfantriebwerke, die sich seit den 1980er-Jahren in Entwicklung befinden, wieder vermehrt Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Diese Triebwerke zeichnen sich durch zwei gegenläufig rotierende Luftschrauben aus und erhöhen die Schubkraft auf effiziente Weise, sodass Treibstoff und Emissionen eingespart werden können. Die Steuerung des Winkels der Schaufelblätter erfolgt gewöhnlicherweise durch Hydrauliksysteme, die eine aufwendige Wartung erfordern, um das Austreten von Hydrauliköl zu verhindern. Das EU-finanzierte Projekt ROTATOR entwickelt ein elektromechanisches magnetisches Kontrollsystem, um die Zuverlässigkeit und Kosteneffektivität der neuartigen Propfantriebwerke noch weiter zu verbessern.
Ziel
Advanced electro-mechanical magnetic pitch control mechanism (PCM) for open-rotor architectures.
Open-rotor engines offer an alternative configuration in which the bypass duct is omitted, allowing for significantly higher bypass ratios without incurring the weight and drag penalty associated with a nacelle. It also offers significant CO2 reductions, and for an industry producing over 600 million tonnes of CO2 yearly, adopting this engine could save 180 million tonnes/year. The engine requires accurate control of the blade pitch via an actuation system, and it is this area of control that requires the greatest attention in order to realise the potential fuel savings. Current hydraulic systems transfer fluid to the rotating actuator components in order to control the blade pitch, requiring high-maintenance dynamic seals with potential for leakages.
The key areas of innovation in this project centre around the development of a fault tolerant electro-mechanical pitch control mechanism utilizing an ultra-high torque density magnetically geared motor. The system is designed to be fault tolerant from the rotating power transfer device through to the motor torque production, with the development of a lightweight rotating fault tolerant high frequency transformer, fault tolerant electrical drive and fault tolerant motor architecture. Innovative light-weighting technology to form structural parts of the motor and actuator system will deliver a step-change in motor/actuator weight-saving. Development of multi-physical digital twins at the concept stage and then to predict failure rates of the various components.
A full-size PCM will be built and tested and a number of components and sub-assemblies of the actuator will be vibration tested at representative temperatures. The coordinated research activities from four highly experienced partners from industry and academia will take the technology to TRL4.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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IA - Innovation actionKoordinator
S2 5BQ Sheffield South Yorkshire
Vereinigtes Königreich
Die Organisation definierte sich zum Zeitpunkt der Unterzeichnung der Finanzhilfevereinbarung selbst als KMU (Kleine und mittlere Unternehmen).