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GT basierte Auxiliary Power Unit

Allgemeine Projektbeschreibung

Der Bedarf an elektrischer Leistung in zivilen Flugzeugen wird in den nächsten Jahrzehnten verstärkt zunehmen. Gründe hierfür sind der Einsatz dezentraler elektro-mechanischer Aktuatoren, elektrisch betriebener Klimasysteme und ein erweiterter Passagierkomfort, beispielsweise im Bereich der Unterhaltungselektronik. Der zusätzliche Bedarf an elektrischer Energie hat Auswirkungen auf die Haupttriebwerke und auf die Auxiliary Power Unit (APU). Auxiliary Power Units versorgen Flugzeuge mit elektrischer und pneumatischer Energie. Diese Energie wird primär am Boden bei ausgeschalteten Haupttriebwerken benötigt, um zum einen die Bordelektronik zu versorgen und zum anderen die Kabinenklimatisierung zu ermöglichen.

Aufgrund der zukünftig steigenden Leistungsanforderungen soll im Rahmen dieses Projekts das Optimierungspotential derzeitiger und zukünftiger APUs anhand kurzfristig, mittelfristig und langfristig umsetzbarer Konzepte des Gesamtsystems und der Komponenten erarbeitet werden. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Steigerung der Effizienz des Gesamtsystems und der Reduktion von Schadstoff- und Lärmemissionen durch die Entwicklung von schadstoffarmen Brennerkammersystemkonzepten und hochwirksamen Schalldämpfungskonzepten für Heißgasströmungen im Abgaskanal. Im Rahmen dieses Projekts arbeiten die DLR Institute Verbrennungstechnik (VT), Antriebssysteme (AT) sowie Systemdynamik & Regelungstechnik (RM-SR) in enger Kooperation.

Brennkammererprobung auf den atmosphärischen Einzelbrennerprüfständen

Als Demonstrationsplattform der zu entwickelnden Optimierungskonzepte und Komponenten dient eine APU des ehemaligen Forschungsflugzeuges ATTAS (Typ: VFW614; APU: GTCP36-28).

Arbeiten in der Abteilung Gasturbine

Die Arbeiten in der Abteilung Gasturbine innerhalb des Projektverbunds gliedern sich in fünf Schwerpunkte.

• Aufbau, Betrieb und Charakterisierung der Demonstrations-APU zur Generierung der Entwicklungsrandbedingungen und zur Erprobung der entwickelten Anlagenkonzepte und Komponenten
• Validierung der Übertragbarkeit des Demonstratorbetriebs auf aktuelle APU-Systeme auf Grundlage von Messungen an einer APS3200 aus der Airbus A320-Familie
• Entwicklung und Erprobung von optimierten Kreislaufkonzepten auf Basis von thermodynamischen Simulationsmodellen der Demonstrations-APU
• Entwicklung eines schadstoffarmen FLOX®- basierten [1] Brennkammersystems für Kerosin
• Erprobung des Brennkammersystems auf Einzelbrennerprüfständen sowohl unter atmosphärischen als auch unter APU-relevanten Druckbedingungen

Projektlaufzeit: 01.01.2015 – 31.12.2017