Flugzeugenergiesysteme
In aktuellen Verkehrsflugzeugen werden sämtliche Systeme mit hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Energie versorgt. Seit Jahrzehnten gibt es jedoch einen Entwicklungstrend zum sogenannten „More Electric Aircraft“, also einem elektrifizierten Flugzeug, bei dem immer mehr Systeme mit elektrischer Energie versorgt werden. Das Institut SR entwickelt Methoden und Werkzeuge, um solch hochintegrierte Systeme modellbasiert zu entwickeln, zu optimieren, zu bewerten und zu regeln.
Aktuatoren
Insbesondere der Einsatz elektromechanischer und elektro- hydrostatischer Aktuatoren für die Flugsteuerung verlangt eine zuverlässige Fehlererkennung. Dazu werden Fehlererkennungsalgorithmen entwickelt, welche auf vielseitig einsetzbare Modelle von fehlerbehafteten Komponenten zurückgreifen. Diese Modelle und Algorithmen werden am Prüfstand validiert.
Thermisches System
Das thermische System im Flugzeug umfasst die Klimaanlage, die Zapfluftentnahme, die Stauluftkanäle, die Kabine sowie die Verteilung der aufbereiteten Luft. Bei einer höheren Elektrifizierung ist auch die Kühlung der Bordelektronik von Bedeutung. Hierzu wurden verschiedene Vorentwicklungswerk- zeuge in Zusammenarbeit mit Airbus entwickelt, die stetig erweitert werden.
Elektrisches System
Durch die steigende Elektrifizierung ist die Masse der elektrischen Komponenten sowie deren Zuverlässigkeit ein zentrales Thema. Hierzu wurden Werkzeuge zur Modellierung und Optimierung auf Architekturebene sowie zur Ausführung von Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalysen geschaffen. Zudem entstehen Modellbibliotheken für die detaillierte Entwicklung, den Test und die Integration elektrischer Komponenten.
Energiemanagement
Für die Energieeffizienz und Auslegung der Flugzeugsysteme haben die Betriebsstrategien eine immer stärkere Bedeutung. So erhöht ein Energiemanagement-Algorithmus die Energieeffizienz eines Systems, indem in jedem Betriebspunkt die optimale Aufteilung auf Quellen elektrischer Leistung oder Kälteleistung gewählt wird. Zudem wird durch die Dimensionierung mit realistischen Lastprofilen eine deutlich reduzierte Systemmasse erzielt.
Bewertung von Technologien aus flugdynamischer Sicht
Die ganzheitliche Bewertung von neuen Technologien und insbesondere die Quantifizierung ökonomischer und ökologischer Vorteile gewinnen zunehmend an Bedeutung. Das Institut SR integriert multidisziplinäre Modelle mit Hilfe selbst entwickelter Modelica-Bibliotheken und stellt Werkzeuge für Missionssimulationen von Gate zu Gate bereit. Hiermit können neue Technologien, wie ein elektrifiziertes Fahrwerk oder neuartige hybridelektrische Antriebe, unter realistischen Bedingungen und Missionen frühzeitig modellbasiert bewertet und optimiert werden.
