Multifunktionales elektrohydraulisches System für die Hochauftriebs- und Fahrwerksbetätigung in Verkehrsflugzeugen
Seiten
2025
Shaker (Verlag)
978-3-8191-0184-7 (ISBN)
Shaker (Verlag)
978-3-8191-0184-7 (ISBN)
Die Gewichtsreduzierung zur Treibstoffeinsparung ist aus ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten ein wichtiger Treiber in der Flugzeugsystementwicklung. In dieser Arbeit wird untersucht, wie das Hochauftriebs- mit dem Fahrwerkssystem kombiniert werden kann, um Gewicht einzusparen. Für das entwickelte multifunktionale elektrohydraulische System werden Steuer- und Regelungskonzepte entworfen und die Realisierbarkeit mittels virtueller Systemtests bewertet. Unter Einbezug eines Hardware-Demonstrators werden zusätzlich hybride Testmethoden untersucht und auf das System angewandt.
Die Elektrifizierung sowie Gewichtsreduzierung sind zwei wesentliche Treiber in der heutigen Flugzeugsystementwicklung. Dezentrale elektrohydraulische Energieversorgungssysteme sind ein vielversprechender Baustein für die Elektrifizierung. Gegenüber konventionellen zentralen Hydrauliksystemen können sich jedoch Gewichtsnachteile ergeben. Im Rahmen der Arbeit wird daher ein multifunktionales elektrohydraulisches System entwickelt und untersucht, das neben der Hochauftriebsbetätigung auch die Hauptfahrwerksbetätigung mit Leistung versorgen kann. Durch die Multifunktionalität können Systemkomponenten eingespart und das Gesamtgewicht reduziert werden. Ermöglicht wird dies durch eine bidirektionale Antriebseinheit.
Die Arbeit stellt Lösungsmöglichkeiten für die technischen Herausforderungen eines solchen Systems vor. Basierend auf einem aus der Literatur bekannten Referenzsystem wird eine Architektur erarbeitet und das System ausgelegt. Mittels einer Analyse wird sichergestellt, dass die geforderte Zuverlässigkeit erfüllt ist. Für die neuen Betriebszustände des multifunktionalen Systems werden Steuer- und Regelungskonzepte entwickelt. Als Grundlage dient ein detailliertes dynamisches Simulationsmodell, das mittels eines Hardware-Demonstrators der bidirektionalen Antriebseinheit teilvalidiert wird.
Zur frühzeitigen ganzheitlichen Systembewertung wird die Methode des virtuellen Tests gewählt. Anknüpfend an einen existierenden Entwurfsprozess für elektrohydraulische Energieversorgungssysteme wird hierfür eine automatisierte Toolkette implementiert. Mittels gezielter Testfallsätze werden Schwachstellen im System identifiziert und die Entscheidungsfindung offener Konzeptfragestellungen unterstützt.
Durch den bidirektionalen Betrieb der Antriebseinheit erweitert sich der Hardware-Testumfang der Komponente auf Hydraulikseite. Insbesondere in frühen Phasen stellt dies eine Herausforderung dar, da Systemänderungen zu aufwendigen Prüfstandsmodifikationen führen. Im Rahmen der Arbeit werden daher zusätzlich hybride Testmethoden entwickelt, die die Integration der Hardware-Komponente in ein virtuelles Flugzeug-Hydrauliksystem ermöglichen. Im Fokus steht dabei die Schnittstelle zwischen virtuellem und realem Systemteil zum Austausch hydraulischer Größen sowie die dafür erforderliche Echtzeitfähigkeit des Simulationsmodells.
Die Elektrifizierung sowie Gewichtsreduzierung sind zwei wesentliche Treiber in der heutigen Flugzeugsystementwicklung. Dezentrale elektrohydraulische Energieversorgungssysteme sind ein vielversprechender Baustein für die Elektrifizierung. Gegenüber konventionellen zentralen Hydrauliksystemen können sich jedoch Gewichtsnachteile ergeben. Im Rahmen der Arbeit wird daher ein multifunktionales elektrohydraulisches System entwickelt und untersucht, das neben der Hochauftriebsbetätigung auch die Hauptfahrwerksbetätigung mit Leistung versorgen kann. Durch die Multifunktionalität können Systemkomponenten eingespart und das Gesamtgewicht reduziert werden. Ermöglicht wird dies durch eine bidirektionale Antriebseinheit.
Die Arbeit stellt Lösungsmöglichkeiten für die technischen Herausforderungen eines solchen Systems vor. Basierend auf einem aus der Literatur bekannten Referenzsystem wird eine Architektur erarbeitet und das System ausgelegt. Mittels einer Analyse wird sichergestellt, dass die geforderte Zuverlässigkeit erfüllt ist. Für die neuen Betriebszustände des multifunktionalen Systems werden Steuer- und Regelungskonzepte entwickelt. Als Grundlage dient ein detailliertes dynamisches Simulationsmodell, das mittels eines Hardware-Demonstrators der bidirektionalen Antriebseinheit teilvalidiert wird.
Zur frühzeitigen ganzheitlichen Systembewertung wird die Methode des virtuellen Tests gewählt. Anknüpfend an einen existierenden Entwurfsprozess für elektrohydraulische Energieversorgungssysteme wird hierfür eine automatisierte Toolkette implementiert. Mittels gezielter Testfallsätze werden Schwachstellen im System identifiziert und die Entscheidungsfindung offener Konzeptfragestellungen unterstützt.
Durch den bidirektionalen Betrieb der Antriebseinheit erweitert sich der Hardware-Testumfang der Komponente auf Hydraulikseite. Insbesondere in frühen Phasen stellt dies eine Herausforderung dar, da Systemänderungen zu aufwendigen Prüfstandsmodifikationen führen. Im Rahmen der Arbeit werden daher zusätzlich hybride Testmethoden entwickelt, die die Integration der Hardware-Komponente in ein virtuelles Flugzeug-Hydrauliksystem ermöglichen. Im Fokus steht dabei die Schnittstelle zwischen virtuellem und realem Systemteil zum Austausch hydraulischer Größen sowie die dafür erforderliche Echtzeitfähigkeit des Simulationsmodells.
| Erscheinungsdatum | 21.10.2025 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Schriftenreihe Flugzeug-Systemtechnik ; 2025,1 |
| Verlagsort | Düren |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Gewicht | 405 g |
| Themenwelt | Technik ► Luft- / Raumfahrttechnik |
| Schlagworte | Echtzeitsimulation • Fahrwerk • Flugzeug • Hardware-In-The-Loop • Hochauftrieb • hybrides Testen • Hydraulik • MHPCU • Systementwurf • Virtuelles Testen |
| ISBN-10 | 3-8191-0184-5 / 3819101845 |
| ISBN-13 | 978-3-8191-0184-7 / 9783819101847 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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