Čisté nebe - Clean Sky

Společný podnik Čisté nebe
CSJU
Logo Clean Sky Logo.png
Přehled společného podniku
Tvořil2008; Před 12 lety (2008)
Hlavní sídloAvenue de la Toison d’Or 56-60, 4. patro
1060 Brusel
Belgie
50 ° 50'06 ″ severní šířky 4 ° 21'17 ″ východní délky / 50,835070 ° N 4,354600 ° E / 50.835070; 4.354600Souřadnice: 50 ° 50'06 ″ severní šířky 4 ° 21'17 ″ východní délky / 50,835070 ° N 4,354600 ° E / 50.835070; 4.354600
MottoInovace vzlétá
Roční rozpočet1,6 miliardy EUR (Čisté nebe), 4 miliardy EUR (Čisté nebe 2)
Výkonný ředitel společného podniku
  • Axel Kerin, výkonný ředitel
Klíčový dokument
webová stránkačistý.eu

The Čisté nebe Společný podnik (CSJU) je a partnerství veřejného a soukromého sektoru mezi Evropská komise a Evropan letectví průmysl, který koordinuje a financuje výzkumné činnosti, aby dodával výrazně tišší a ekologičtější letadla.[1] [2] CSJU spravuje Program Čisté nebe (CS) a Program Čisté nebe 2 (CS2), což z něj činí přední evropský letecký výzkumný orgán.

Přehled

Letectví je známé svou schopností inovovat a měnit životy milionů lidí. Také kvůli složitosti jeho hardwaru a systémů, což znamená, že výzkumné a vývojové cykly v průmyslu (čas potřebný k tomu, aby se myšlenka dostala z rýsovacího prkna na trh) jsou velmi dlouhé, obvykle mezi 20 a 30 lety. Riziko spojené s rozsáhlými investicemi potřebnými k podpoře technologického pokroku je velmi vysoké. Souběžně představuje environmentální dopad průmyslu v současnosti 3% celosvětových emisí uhlíku způsobených člověkem a v nadcházejících letech se má podstatně zvýšit, protože moderní společnosti požadují lepší spojení mezi lidmi, zeměmi a regiony. Koordinací výzkumných činností v tomto odvětví vyvíjí CSJU nové technologie, které by jinak byly nad zvládnutelným rizikem soukromého sektoru: poskytuje nezbytné financování pro vývoj a zavádění inovací v časových rámcích, které by jinak byly nedosažitelné.

Jako takový má být CSJU orgánem, který bude hlavním přispěvatelem k realizaci Poradní sbor pro výzkum v letectví v Evropě (ACARE) environmentální cíle pro průmysl do roku 2020. Tyto cíle jsou:

  • Snížení o 50% oxid uhličitý (Emise CO2.
  • 80% snížení oxidů mono-dusíku (NOx ) emise.
  • Snížení hluku pro létající letadla o 50%.
  • Zmírnit dopady životního cyklu letadel a souvisejících produktů na životní prostředí. (1)

Organizace

Správní rada CSJU, složená ze zástupců průmyslu a Komise, určuje strategické oblasti, v nichž jsou výzkum a inovace zásadní. „Výzvy k předkládání návrhů“ se poté vyhlašují v závislosti na vyvíjejících se potřebách odvětví. Malé a střední podniky, vedoucí představitelé průmyslového odvětví, univerzity a profesionální výzkumné organizace reagují na výzvy podrobnými plány výzkumných činností a nástinem financování, které budou potřebovat pro vývoj svých nových technologií. Aby byla zajištěna efektivní alokace zdrojů, jsou žádosti hodnoceny porotou nezávislých externích odborníků, kteří radí CSJU s návrhy s nejlepším potenciálem. Vítězné návrhy poté získají financování a další podporu z CSJU. Počáteční program Čisté nebe, který probíhá v letech 2008--2016, má rozpočet 1,6 miliardy EUR. Polovinu z toho poskytla Evropská komise Rámcový balíček 7 Program pro výzkum a inovace a druhá polovina byla poskytnuta finančními a věcnými příspěvky vedoucích představitelů odvětví.

Oblasti výzkumu

Strategické oblasti, kde je zásadní výzkum a inovace, se nazývají integrovaní technologičtí demonstrátoři (ITD). Je jich šest, z nichž každý je veden dvěma vedoucími v oboru, kteří se zavázali po celou dobu trvání programu:

Zelená regionální letadla

Green Regional Aircraft (GRA): Spoluvedený Airbus a Alenia. Toto ITD se zaměřuje na malá letadla s nízkou hmotností.

Chytré letadlo s pevnými křídly

Inteligentní letadlo s pevnými křídly (SFWA): Vedené Airbus a SAAB. Toto ITD se zaměřuje na technologie a konfigurace křídel pokrývající velká letadla a obchodní letadla.

Zelené rotorové letadlo

Green Rotorcraft (GRC): Spoluvedený AgustaWestland a Vrtulníky Airbus. Toto ITD se zaměřuje na inovativní listy rotoru, integraci technologie vznětových motorů a pokročilé elektrické systémy pro eliminaci škodlivých hydraulických kapalin.

Udržitelné a ekologické motory

Udržitelné a ekologické motory (SAGE): Vedení Rolls Royce a Safran. Toto ITD se zaměřuje na nové konfigurace, jako jsou otevřené rotory a mezichladiče.

Systémy pro zelený provoz

Systems for Green Operations (SGO): Co-led by Liebherr a Thales. Toto ITD se zaměřuje na elektrická letecká zařízení, architektury systémů, řízení teploty a schopnosti pro zelenější trajektorie.

Ekologický design

Ekologický design (ED): Vedoucí Dassault Aviation a Fraunhofer Gesellschaft. Toto ITD se zaměřuje na zmírnění dopadu designu, výroby, stažení a recyklace letadel na životní prostředí optimalizací využití materiálu a energie.

Šest ITD doplňuje Technology Evaluator (TE). Jakmile byly nové technologie vyvinuty a integrovány do zkušebního modelu nebo letadla, TE posoudí zlepšení životního prostředí provedením demonstračních činností a zkušebních letů a porovnáním výsledků s letadly, která novými technologiemi vybavena nebyla. Rozdíl v úspoře paliva, emitovaném hluku atd. Je mírou úspěchu technologie.

Úspěchy

A340 ČEPEL demonstrátor

An Otevřete rotor demonstrace vedená Safran byla zahájena v roce 2008 v rámci programu s financováním 65 milionů eur po dobu osmi let: demonstrant byl sestaven v roce 2015 a v květnu 2017 byl testován na pozemních testovacích zařízeních v Istres, jehož cílem je snížit spotřeba paliva a související CO2 emise o 30% ve srovnání se současnými CFM56 turboventilátory.[3]

The Průlomový laminární letecký demonstrátor v Evropě (BLADE) je Airbus projekt v rámci experimentální zkoušky letu laminární proudění křídlové sekce na A340 od září 2017.[4]

Mezi další příklady hardwaru, které byly vyvinuty s podporou Clean Sky, patří:

  • Otevřený list rotoru: List určený pro motory pohánějící trysky s jednou uličkou, které vstoupí do služby v letech 2025-2030.
  • Poklesnout nos demonstrátor: Tento demonstrátor je přední hranou 1,1 regionální A / C pro lepší výkony ve vysokém výtahu. Demonstrant droop nose je považován za technologickou platformu umožňující plné morfingové funkce, zabudovanou CNT (Uhlíková nanotrubice ) systém ochrany proti ledu, OF (Optická vlákna ) pro měření deformace, teplotní senzory, SMA (Slitina s tvarovou pamětí ) na bázi interních ovládačů patchů, SJ (Syntetické trysky ) pro aktivní řízení průtoku.
  • Model s vysokou kompresí motoru: Nová technologie poskytující udržitelnou alternativu ke klasickému turbínovému motoru, která snižuje spotřebu paliva i emise.
  • Žebro pro zavedení kompozitního nákladu s inteligentní klapkou: Žebro pro zavedení kompozitního nákladu s inteligentním klopením pro aplikaci DAV business jet vyvinuté s technologií výroby lisování pryskyřice. Toto žebro pro zavedení zátěže, zahrnující hlavní konstrukční části chlopně, demonstruje potenciál levných, lehkých a složitých kompozitních chlopní.
  • Pohon HEMAS: Elektromechanický pohon hlavního rotoru odolný proti poruchám včetně bezpečnostní spojky. Systém HEMAS umožňuje architektury elektrických vrtulníků bez použití hydrauliky.
  • Injektor paliva: Časný vstřikovač paliva z technologie Rolls-Royce pro program Clean Sky SAGE 6 lean lean.[5]
  • H1 Část 6: titan vějířové kolo: Nová generace lehkého ekologického vějířového kola vzduchové chladicí jednotky vyrobené technologií SLM aditivní výroby, která poskytuje alternativní cestu k běžným metodikám (obrábění tyčí).
  • Prototyp dvouřadé klapky Morphing: Inteligentní konstrukce umožňující převýšení segmentu křídlové klapky.
  • PRIMÁRNÍ Systém detekce námrazy za letu: Bezpečně detekuje přítomnost atmosférických podmínek, které by mohly vést k tvorbě ledu na aerodynamických plochách letadla.
  • Elektronický napájecí modul: Modulární inteligentní měnič výkonu s flexibilním řízením výkonu pro elektrická letadla.
  • Polovodičový regulátor výkonu vylepšený o vysokofrekvenční napětí sekání schopnost implementace strategie řízení elektrické energie: Celková hmotnost generátoru může být snížena až o 10% v důsledku odstranění 5minutového přetížení kapacity.
  • Přívod GKN Scoop s integrovanou elektrotepelnou ochranou proti ledu a akustickým útlumem: Sání vzduchu ECS s integrovanou elektrotepelnou ochranou proti ledu a technologií akustického útlumu. Testováno ve větrném tunelu GKN Icing Wind Tunnel v roce 2011.
  • Výplň prstence: Kompozitní výplň prstence je umístěna mezi lopatkami ventilátoru a směruje proud vzduchu k zajištění optimální účinnosti lopatek ventilátoru.
  • Zelený PU sedák (opěrka hlavy): Opěrka hlavy třídílného systému sedáku. 22% hmotnostních biologicky flexibilní polyuretan pěna bez a zpomalovač hoření.
  • Předváděcí hrana bezproblémové morfování: Návrh akčního systému, který by mohl bezproblémově deformovat morfující náběžnou hranu.
  • Kompozit Nacelle Složka vyrobená procesem infuze kapalné pryskyřice a vytvrzená na ohřívacím nástroji: Kompozitní část Nacelle vyrobená z epoxidová pryskyřice a uhlíkové vlákno pomocí infuze tekuté pryskyřice na ohřívacím nástroji.
  • Referenční část Demonstrátoru K1: Část části rádiového stojanu. Je to vyrobeno Z HLINÍK 2024 -T42.
  • IAI Část 1 demonstrátoru K1: Část sekce rádiového zásobníku. Je vyroben z hořčíku Elektron 43, což vede ke snížení hmotnosti o 20–30%.

Clean Sky 2

Po úspěchu původního programu Čisté nebe jeho následovník Čisté nebe 2[6] byla zahájena v roce 2014 (2) jako součást projektu Komise Horizon 2020 Program pro výzkum a inovace. Cílem programu Clean Sky 2 je být hlavním přispěvatelem k cílům Komise Flightpath 2050 stanoveným ACARE, které jsou ambicióznější než cíle původního programu Čisté nebe.

Tyto cíle jsou:

  • 75% snížení emisí oxidu uhličitého (CO2).
  • 90% redukce oxidů mono-dusíku (NOX).
  • Snížení hluku letících letadel o 65%.
  • Snižte dopady životního cyklu letadel a souvisejících produktů na životní prostředí tím, že budete navrhovat a vyrábět letadla k recyklaci. (3)

Clean Sky 2 také přispěje k udržení globálního vedení v evropském letectví. Čistá obloha 2 bude tedy vyžadovat větší členství, větší rozpočet a výzkumnou činnost v širším spektru oblastí.

Ochrana proti ledu

V rámci programu pasivní systém ochrany proti ledu bude testováno na vstup motoru a gondola maketa v námraze větrný tunel na de: Rail Tec Arsenal v Rakousku počátkem roku 2020, pomocí kapilární síly generováno uživatelem odpařování v kovové porézní "knot" v výparník poskytnout přenos tepla bez č pohyblivé části do a kondenzátor, stejně jako v kosmických aplikacích, snižování hmotnosti a energetické potřeby.[7]

Vysokorychlostní rotorové letadlo

V rámci Clean Sky 2 financuje EU dva vysokorychlostní rotorové letadlo: Airbus RACER složený vrtulník a Leonardo Civil Tiltrotor nové generace (NGCTR).[8]

Hybridní elektrický

V roce 2016 francouzsky ONERA, Německy DLR a holandský TU Delft /NLR od roku 2035, kdy došlo k jednání, bylo hodnoceno 35 radikálních konfigurací, které mají nahradit konvenční návrhy letadel Airbus A320 požadavky: 150 cestujících, plavba s rychlostí 0,78 Machu a dojezd 1200 km / h. Tu Delft a NLR představily studii distribuovaného hybridního elektrického pohonu (DHEP) Under Projekt Novair v lednu 2019 AIAA Konference SciTech, která vybrala tři pravděpodobnější konfigurace:[9]

Za předpokladu 500 Wh / kg akumulátory, dosažitelné, ale mimo automobilové nebo průmyslové aplikace, raketová hmotnost raketově vzrostla na 600% u HS2 a 730% u HS3, poháněla všechny ostatní hmoty a nakonec spotřebovala o 34% více energie pro HS3 a 51% pro HS2, zatímco HS1 vykázala O 10% lepší spotřeba energie.[9]

Čisté nebe 3

Aby bylo možné snížit 80% emisí CO2 z letecké dopravy do roku 2050, bylo by nutné, aby Čisté nebe 3 provedlo opačné plánování: vzhledem k délce života letadel by požadované technologie musely vstoupit do služby v letech 2030-35 a mělo by být prokázáno v letech 2025-27. O rozpočtu EU na období 2021–2027 by se mělo hlasovat do konce roku 2019 a podrobná alokace v roce 2020, přičemž výzkumný a inovační program Horizon Evropa může zahrnovat přinejlepším Čisté nebe 3, a to v nejlepším případě od 1. ledna 2021.[10]

Oblasti výzkumu

  • Tři inovativní platformy pro demonstrace letadel (IADP) pro velká osobní letadla, regionální letadla a rychlá rotorová letadla, vyvíjející a testující létající demonstrátory na plné úrovni letadla / vozidla;
  • Tři demonstranti integrovaných technologií (ITD), kteří se dívají na drak letadla, motory a systémy a používají demonstrátory na hlavní úrovni integrovaného systému;
  • Dvě příčné činnosti (malá letecká doprava, ekodesign), které integrují znalosti různých ITD a IADP pro konkrétní aplikace a umožňují využití synergií mezi různými platformami prostřednictvím sdílených projektů a výsledků;
  • Technologický hodnotitel (TE), který sleduje a hodnotí environmentální a společenský dopad technologií vyvinutých v IADP a ITD.

Reference

  1. ^ „Evropa prosazuje ekologičtější letectví“. 5. února 2008 - prostřednictvím news.bbc.co.uk.
  2. ^ Gilbert, Nataša (5. února 2008). „Nová iniciativa podporuje výzkum zelených letadel“ - přes www.theguardian.com.
  3. ^ „Safran slaví úspěšný start demonstračních testů Open Rotor na novém zkušebním zařízení pod širým nebem v jižní Francii“ (Tisková zpráva). Safran. 3. října 2017.
  4. ^ Michael Gubisch (4. září 2017). "Airbus připravuje laminární křídla A340 pro zkušební lety". Flightglobal.
  5. ^ „Demonstrant vypalování“. www.rolls-royce.com. Archivovány od originál dne 2015-09-05. Citováno 2015-08-30.
  6. ^ „Čisté nebe 2 schváleno pro vzlet s rozpočtem 4,05 miliardy EUR - věda-podnikání“. www.sciencebusiness.net.
  7. ^ Graham Warwick (12. listopadu 2018). „Týden v technologii, 12. – 19. Listopadu 2018“. Týden letectví a vesmírné technologie.
  8. ^ Dominic Perry (21. listopadu 2018). „Itálie kombinuje schopnosti budoucího tiltrotoru“. Globální let.
  9. ^ A b Graham Warwick (22. ledna 2019). „Výzkum naznačuje, že A320 je pro distribuovanou hybridní elektřinu obtížný“. Týden letectví a vesmírné technologie.
  10. ^ Thierry Dubois (23. dubna 2019). „Hráči v EU začínají připravovat výzkumný program Čisté nebe 3“. Týden letectví a vesmírné technologie.

externí odkazy