Das übergeordnete Ziel von ETHAN-Projekt (Elecktrische und Thermische Netzwerke für Hybrid-Elektrische Antriebssysteme) ist die Entwicklung neuer, gekoppelter elektrischer und thermischer Systemarchitekturen für hybrid-elektrische Flugzeuge, um die im europäischen Strategiedokument "Flight Path 2050" formulierten Ziele einer umweltfreundlichen Luftfahrt zu erreichen.

Das Projekt befasst sich hauptsächlich mit der Modellierung des thermischen Netzwerks und der Optimierung des Kühlsystems der elektrischen Komponenten. Zu den technischen Zielen gehört die vollständige Beschreibung aller thermisch relevanten Netzwerkkomponenten, d.h. der Komponenten des Kühlsystems und insbesondere der Komponenten des elektrischen Antriebssystems. Anhand der Komponentenmodelle sollen thermische Netzwerke für verschiedene Systemkonfigurationen entwickelt und anschließend stationäre und instationäre Betriebszustände analysiert werden. Mit Hilfe von Optimierungsstrategien soll die bestmögliche Auslegung entsprechend den Anforderungen gefunden werden.

Anfangsdatum: 2022

Verantwortlicher Forscher: Karunakar Reddy Konda

ETHAN-Projekt beschäftigt sich mit der Auslegung, Management und Systemtest hochintegrierter elektro-thermischer Systeme. FTD befasst sich in diesem Projekt mit dem Aufbau eines thermischen Netzwerks zwecks Thermomanagement des hybrid-elektrischen Antriebssystems. In diesem Thermomanagementsystem sollte das thermische Verhalten derjenigen Komponenten, deren Temperaturen ständig überwacht werden müssen, modelliert und das Zusammenspiel von denen auf Systemniveau untersucht. Die Wahl der Kühlkonzepte, die eventuell die Architektur des gesamten Thermomanagementsystems beeinflussen werden, werden in diesem Projekt genau betrachtet. Alle möglichen Fehlersituationen während des Flugs und die daraus folgenden Verhalten des Thermomanagementsystems werden für eine sichere und zuverlässige Mission untersucht.

Anfangsdatum: 2022

Verantwortlicher Forscher: Dikshant Sharma

Wärmetauscher sind in Luft- und Raumfahrtanwendungen und in der unternehmenskritischen Luftfahrt von entscheidender Bedeutung. Die Entwicklung von Wärmetauschern für hybridelektrische Anwendungen ist ein aufstrebendes Gebiet. Meine Forschung umfasst die Entwicklung eines mehrskaligen, strukturbelasteten Wärmetauschermodells für das ETHAN-Projekt (Elecktrische und Thermische Netzwerke für Hybrid-Elektrische Antriebssysteme). Das übergeordnete Ziel von ETHAN ist die Entwicklung einer neuen, gekoppelten elektrischen und thermischen Systemarchitektur für hybrid-elektrische Flugzeuge, um die im europäischen Strategiedokument „Flight Path 2050“ formulierten Ziele einer umweltfreundlichen Luftfahrt zu erreichen.

Zu den technischen Zielen meiner Forschung gehören die thermomechanische Modellierung der transienten Betriebszustände des Wärmetauschermodells, die mechanische bzw. konstruktive Auslegung inklusive Betriebs- und Wartungsbetrachtungen sowie Fertigungsbetrachtungen mit Kostenschätzungen. Das Obige wird mit Ergebnissen aus der Wärmeübertragungs- und Druckabfallanalyse gekoppelt, um das gesamte funktionale Wärmetauschermodell zu bestimmen. Meine Arbeit dient auch dazu, die grundlegenden Ausfallarten des Wärmetauschers gemäß den Sicherheitsstandards ARP4754 und den CS23-Zertifizierungsstandards zu verstehen. Abschließend werden Optimierungsstrategien verwendet, um die bestmöglichen Designs gemäß den Anforderungen und Problemspezifikationen zu finden.

Anfangsdatum:2022

Verantwortlicher Forscher: Akilan Mathiazhagan

Dieses Forschungsprojekt, das in Zusammenarbeit mit Universitäten und Industriepartnern durchgeführt wird, konzentriert sich auf numerisch basierte Designprozesse in Gasturbinen, wobei speziell das thermomechanische Verhalten sowie die Rissinitiierung und -ausbreitung in modernen drucklastigen Turbinenschaufeln ohne Schaufelkranz aus einkristallinen Materialien untersucht werden.

Ein kritischer Aspekt dieser Forschung ist die Untersuchung der Strömungsbedingungen an der Spitze von Turbinenschaufeln ohne Schaufelkranz. Diese Bedingungen schwanken aufgrund von Veränderungen im Schaufelgehäusespalt, die wiederum den Massenstrom, den Druck und die Temperatur beeinflussen. Das Verständnis dieser Veränderungen ist entscheidend für eine genaue Analyse der Temperatur- und Spannungsfaktoren, die das Rissverhalten der Schaufel beeinflussen.

Anfangsdatum: 2024

Verantwortlicher Forscher: Dongsuk Kim

Virtuelle Triebwerksentwicklung VI
Dieses Forschungsprojekt, das in Zusammenarbeit mit Universitäten und Industriepartnern durchgeführt wird, konzentriert sich auf numerisch basierte Designprozesse in Gasturbinen, wobei speziell das thermomechanische Verhalten sowie die Rissinitiierung und -ausbreitung in modernen drucklastigen Turbinenschaufeln ohne Schaufelkranz aus einkristallinen Materialien untersucht werden.

KI wird eingesetzt, um Bedingungen zu identifizieren, die zu Rissen an der Schaufelspitze führen könnten, und damit zu einem tieferen Verständnis der zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen beizutragen. Die in diesem Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnisse werden den Weg für verbesserte Turbinenschaufeldesigns ebnen und eine höhere Zuverlässigkeit und Leistung in druckbelasteten Umgebungen sicherstellen.

Anfangsdatum: 2024

Verantwortlicher Forscher: Abdulla Fathalla