Чистое небо - Clean Sky

Совместное предприятие Clean Sky
CSJU
Чистое небо Logo.png
Обзор совместного предприятия
Сформирован2008; 12 лет назад (2008)
Штаб-квартираAvenue de la Toison d'Or 56-60, 4-й этаж
1060 Брюссель
Бельгия
50 ° 50′06 ″ с.ш. 4 ° 21′17 ″ в.д. / 50,835070 ° с. Ш. 4,354600 ° в. / 50.835070; 4.354600Координаты: 50 ° 50′06 ″ с.ш. 4 ° 21′17 ″ в.д. / 50,835070 ° с. Ш. 4,354600 ° в. / 50.835070; 4.354600
ДевизСтарт инноваций
Годовой бюджет1,6 млрд евро (Чистое небо), 4 млрд евро (Чистое небо 2)
Совместное предприятие
  • Аксель Крейн, исполнительный директор
Ключевой документ
Интернет сайтчистое.Европа

В Чистое небо Совместное предприятие (CSJU) - это государственно-частное партнерство между Европейская комиссия и европейский воздухоплавание промышленность, которая координирует и финансирует исследовательскую деятельность по созданию более тихих и экологически чистых самолетов.[1] [2] CSJU управляет программами «Чистое небо» (CS) и «Чистое небо 2» (CS2), что делает его ведущей организацией в области аэронавигационных исследований в Европе.

Обзор

Аэронавтика известна своей способностью вводить новшества и изменять жизни миллионов людей. Кроме того, из-за сложности оборудования и систем, что означает, что циклы исследований и разработок в отрасли (время, необходимое для того, чтобы идея добралась от чертежной доски до рынка), очень продолжительны, обычно от 20 до 30 лет. Риск, связанный с крупномасштабными инвестициями, необходимыми для технического прогресса, очень высок. Параллельно с этим, воздействие отрасли на окружающую среду в настоящее время составляет 3% глобальных антропогенных выбросов углерода и должно значительно возрасти в ближайшие годы, поскольку современное общество требует улучшения связи между людьми, странами и регионами. Координируя исследовательскую деятельность в отрасли, CSJU разрабатывает новые технологии, которые в противном случае выходили бы за рамки управляемого риска частного сектора: он предоставляет необходимое финансирование для разработки и внедрения инноваций в сроки, которые в противном случае были бы недостижимы.

Таким образом, CSJU призван стать органом, который будет вносить основной вклад в реализацию Консультативный совет по авиационным исследованиям в Европе (ACARE) Экологические цели отрасли на 2020 год. Эти цели:

  • Снижение на 50% углекислый газ (CO2) выбросы.
  • Снижение на 80% монооксидов азота (NOx ) выбросы.
  • Снижение шума для летающих самолетов на 50%.
  • Снижение воздействия жизненного цикла самолетов и сопутствующих товаров на окружающую среду. (1)

Организация

Совет управляющих CSJU, состоящий из представителей отрасли и Комиссии, определяет стратегические области, в которых исследования и инновации имеют важное значение. Затем в зависимости от растущих потребностей отрасли запускаются `` конкурсы заявок ''. Малые или средние предприятия (МСП), промышленные лидеры, университеты и профессиональные исследовательские организации отвечают на призывы подробными планами исследовательской деятельности и планом финансирование, которое им потребуется для разработки своих новых технологий. Чтобы гарантировать эффективное распределение ресурсов, заявки оцениваются группой независимых внешних экспертов, которые консультируют CSJU по предложениям с наилучшим потенциалом. Затем победившие предложения получают финансирование и другую поддержку от CSJU. Первоначальная программа «Чистое небо», которая действует с 2008 по 2016 год, имеет бюджет в 1,6 миллиарда евро. Половина этой суммы была предоставлена ​​Европейской комиссией. Рамочный пакет 7 Программа исследований и инноваций а другая половина была предоставлена ​​за счет финансовых и неденежных вкладов лидеров отрасли.

Области исследований

Стратегические области, в которых важны исследования и инновации, называются интегрированными демонстраторами технологий (ITD). Всего их шесть, каждый из которых возглавляют два лидера отрасли, которые привержены делу на протяжении всего срока действия программы:

Зеленый региональный самолет

Зеленые региональные самолеты (GRA): Совместно с Airbus и Алениа. Этот ITD ориентирован на небольшие и легкие самолеты.

Умный самолет с фиксированным крылом

Интеллектуальный самолет с фиксированным крылом (SFWA): под руководством Airbus и SAAB. Этот ITD фокусируется на технологиях и конфигурациях крыльев, охватывающих большие самолеты и бизнес-джеты.

Зеленый винтокрыл

Green Rotorcraft (GRC): Совместно с AgustaWestland и Вертолеты Airbus. Этот ITD фокусируется на инновационных лопастях ротора, интеграции технологии дизельных двигателей и передовых электрических систем для устранения вредных гидравлических жидкостей.

Устойчивые и экологичные двигатели

Устойчивые и экологичные двигатели (SAGE): под руководством Rolls-Royce и Safran. Этот ITD посвящен новым конфигурациям, таким как открытые роторы и промежуточные охладители.

Системы экологичных операций

Системы экологичных операций (SGO): Совместно с Liebherr и Фалес. В этом ITD основное внимание уделяется электрическому оборудованию самолета, системной архитектуре, управлению температурным режимом и возможностям более экологичных траекторий.

Эко-дизайн

Эко-дизайн (ED): Совместно с Dassault Aviation и Fraunhofer Gesellschaft. Этот ITD направлен на смягчение воздействия на окружающую среду проектирования, производства, вывода и утилизации воздушных судов путем оптимизации использования материалов и энергии.

Шесть ITD дополняет оценщик технологий (TE). После того, как новые технологии были разработаны и интегрированы в испытательную модель или самолет, TE оценивает улучшение состояния окружающей среды, проводя демонстрационные мероприятия и испытательные полеты и сравнивая результаты с самолетами, которые не были оснащены новыми технологиями. Разница в экономии топлива, уровне шума и т. Д. - вот степень успеха технологии.

Достижения

Самолет A340 ЛЕЗВИЕ демонстратор

An Открытый ротор демонстрация во главе с Safran был запущен в 2008 году в рамках программы с финансированием в 65 миллионов евро в течение восьми лет: демонстратор был собран в 2015 году и испытан на земле в мае 2017 года на его испытательном стенде под открытым небом в Истр, стремясь уменьшить расход топлива и связанный CO2 выбросы на 30% по сравнению с текущими CFM56 турбовентиляторы.[3]

В Прорывный демонстратор ламинарных самолетов в Европе (BLADE) - это Airbus проект в рамках летно-испытательного экспериментального ламинарный поток секции крыла на A340 с сентября 2017 года.[4]

Другие примеры оборудования, разработанного при поддержке Clean Sky, включают:

  • Лопасть открытого ротора: Лопасть, предназначенная для двигателей узкофюзеляжных реактивных двигателей, которые будут введены в эксплуатацию в 2025-2030 годах.
  • Опущенный нос Демонстрационный образец: этот демонстрационный образец 1.1 является передовым среди региональных систем кондиционирования воздуха с улучшенными характеристиками подъемной силы. Демонстратор с опущенным носом задуман как технологическая платформа, обеспечивающая полные возможности морфинга, встроенные CNT (Углеродная нанотрубка ) на базе ледозащитной системы ОФ (Оптические волокна ) для измерения деформации, датчиков температуры, SMA (Сплав с памятью формы ) на базе внутренних патч-актуаторов, SJ (Синтетические форсунки ) для активного управления потоком.
  • Модель двигателя с высокой степенью сжатия: новая технология, обеспечивающая экологичную альтернативу классическому газотурбинному двигателю, снижая как расход топлива, так и выбросы.
  • Ребро ввода композитной нагрузки интеллектуального клапана: Полномасштабное ребро ввода композитной нагрузки интеллектуального клапана для применения на бизнес-джетах DAV, разработанное с использованием технологии литья под давлением. Это ребро введения нагрузки, включающее основные конструктивные части закрылка, демонстрирует потенциал недорогих, легких и несложных композитных закрылков.
  • Привод HEMAS: отказоустойчивый электромеханический привод главного ротора, включая предохранительную муфту. Система HEMAS позволяет создавать электрические вертолеты без гидравлики.
  • Топливная форсунка: ранняя топливная форсунка от Rolls-Royce для программы сжигания обедненной смеси Clean Sky SAGE 6.[5]
  • H1 Часть 6: титан Крыльчатка вентилятора: Новое поколение легких экологически чистых крыльчаток вентилятора блока воздушного охлаждения, изготовленного по технологии аддитивного производства SLM, которая обеспечивает альтернативу традиционным методикам (обработка прутков).
  • Прототип изменяющегося закрылка с двумя отсеками: интеллектуальная конструкция, обеспечивающая преобразование изгиба сегмента закрылка.
  • ОСНОВНАЯ Система обнаружения обледенения в полете: надежно обнаруживает наличие атмосферных условий, которые могут способствовать образованию льда на аэродинамических поверхностях самолета.
  • Электронный силовой модуль: модульный интеллектуальный преобразователь мощности с гибким управлением мощностью для электрических самолетов.
  • Твердотельный контроллер мощности с высокочастотным напряжением рубка возможность реализации стратегии управления электроэнергией: общий вес генератора может быть уменьшен до 10% за счет устранения 5-минутной перегрузки по мощности.
  • Воздухозаборник GKN Scoop со встроенной электротермической защитой от обледенения и акустическим шумоподавлением: воздухозаборник ECS со встроенной электротермической защитой от обледенения и технологией звукоизоляции. Протестировано в аэродинамической трубе GKN Icing в 2011 году.
  • Заполнитель кольцевого пространства: композитный наполнитель кольцевого пространства расположен между лопастями вентилятора и направляет воздушный поток для обеспечения оптимальной эффективности лопастей вентилятора.
  • Зеленая полиуретановая подушка для сидения (подголовник): подголовник из трехкомпонентной системы подушек для сидения. 22 вес.% Гибкости на биологической основе полиуретан пена без огнестойкий.
  • Демонстратор переднего края бесшовного морфинга: разработка системы срабатывания, которая могла бы легко деформировать передний край морфинга.
  • Композитный компонент гондолы, изготовленный с помощью процесса инфузии жидкой смолы и отвержденный на нагревательном инструменте: композитная часть гондолы, изготовленная из эпоксидная смола и углеродное волокно с помощью настоя жидкой смолы на нагревательном инструменте.
  • Справочная часть Demonstrator K1: Часть секции стойки радиоприемника. Это сделано из АЛЮМИНИЙ 2024 г. -T42.
  • IAI Part 1 демонстратора K1: Часть секции радиостека. Изготовлен из магния. Электрон 43, что приводит к снижению веса на 20-30%.

Чистое небо 2

После успеха первоначальной программы Clean Sky ее преемник, Clean Sky 2,[6] был запущен в 2014 году (2) в рамках Горизонт 2020 Программа исследований и инноваций. Clean Sky 2 стремится внести основной вклад в достижение целей Комиссии Flightpath 2050, установленных ACARE, которые более амбициозны, чем цели первоначальной программы Clean Sky.

Эти цели:

  • Снижение выбросов двуокиси углерода (CO2) на 75%.
  • Снижение на 90% монооксидов азота (NOX).
  • Снижение шума летающих самолетов на 65%.
  • Снижение воздействия жизненного цикла самолетов и сопутствующих товаров на окружающую среду за счет проектирования и производства самолетов, пригодных для вторичной переработки (3).

Clean Sky 2 также будет способствовать сохранению мирового лидерства в европейской аэронавтике. Таким образом, Clean Sky 2 потребует большего числа участников, большего бюджета и исследовательской деятельности в более широком диапазоне областей.

Защита от льда

В рамках программы пассивный система защиты от обледенения будут проверены на впуск двигателя и гондола макет в глазури аэродинамическая труба в de: Rail Tec Arsenal в Австрии к началу 2020 г., используя капиллярные силы создано испарение в металлическом пористый "фитиль" в испаритель предоставлять теплопередача без движущиеся части к конденсатор, как и в космических приложениях, снижение веса и потребности в энергии.[7]

Скоростной винтокрылый аппарат

В рамках Clean Sky 2 ЕС финансирует два высокоскоростных винтокрылый аппарат: the Airbus RACER составной вертолет и Гражданский конвертоплан нового поколения Leonardo (NGCTR).[8]

Гибрид-электрический

В 2016 году французский ONERA, Немецкий DLR и голландский TU Delft /NLR были заключены контракт на оценку 35 радикальных конфигураций авиалайнеров с 2035 года для замены обычных авиалайнеров, Airbus A320 Требования: 150 пассажиров, крейсерский полет 0,78 Маха и дальность полета 1200 миль (2200 км). TU Delft и NLR представили свое исследование распределенной гибридно-электрической силовой установки (DHEP). Проект Novair в январе 2019 AIAA SciTech, выбрав еще три вероятные конфигурации:[9]

Предполагая 500 Втч / кг Аккумуляторные блоки, достижимые, но выходящие за рамки автомобильного или промышленного применения, тяговая масса взлетела до 600% для HS2 и 730% для HS3, приводя в движение все остальные массы и в конечном итоге потребляя на 34% больше энергии для HS3 и 51% для HS2, тогда как HS1 показал На 10% лучше потребление энергии.[9]

Чистое небо 3

Чтобы сократить выбросы CO2 воздушным транспортом к 2050 году на 80%, Clean Sky 3 потребует обратного планирования: из-за ожидаемого срока службы самолетов необходимые технологии должны быть введены в эксплуатацию в 2030–2035 годах и должны быть продемонстрированы в 2025–2027 годах. Бюджет ЕС на 2021-27 годы должен быть утвержден к концу 2019 года, а его подробное распределение - в 2020 году, при этом программа исследований и инноваций Horizon Europe, возможно, будет включать Clean Sky 3, которая начнется в лучшем случае 1 января 2021 года.[10]

Области исследований

  • Три инновационные демонстрационные платформы самолетов (IADP) для больших пассажирских самолетов, региональных самолетов и быстроходных вертолетов, разработка и тестирование летающих демонстраторов на полном уровне самолета / транспортного средства;
  • Три демонстратора интегрированных технологий (ITD), изучающие планер, двигатели и системы, использующие демонстраторы на уровне основных интегрированных систем;
  • Два поперечных вида деятельности (малый воздушный транспорт, экологическое проектирование), объединяющие знания различных ITD и IADP для конкретных приложений и позволяющие использовать синергию между различными платформами через общие проекты и результаты;
  • Оценщик технологий (TE), отслеживающий и оценивающий экологическое и социальное воздействие технологий, разработанных в IADP и ITD.

Рекомендации

  1. ^ «Европа стремится к более зеленой авиации». 5 февраля 2008 г. - через news.bbc.co.uk.
  2. ^ Гилберт, Наташа (5 февраля 2008 г.). «Новая инициатива дает толчок исследованиям в области экологически чистых самолетов» - через www.theguardian.com.
  3. ^ «Safran празднует успешное начало испытаний демонстратора с открытым ротором на новом испытательном стенде под открытым небом на юге Франции» (Пресс-релиз). Safran. 3 октября 2017 г.
  4. ^ Майкл Губиш (4 сентября 2017 г.). «Airbus готовит А340 с ламинарным крылом к ​​испытательным полетам». Flightglobal.
  5. ^ «Демонстратор сжигания постных продуктов». www.rolls-royce.com. Архивировано из оригинал на 2015-09-05. Получено 2015-08-30.
  6. ^ "Чистое небо 2 разрешено к взлету с бюджетом 4,05 млрд евро - Наука-Бизнес". www.sciencebusiness.net.
  7. ^ Грэм Уорвик (12 ноября 2018 г.). «Неделя технологий, 12-19 ноября 2018 г.». Авиационная неделя и космические технологии.
  8. ^ Доминик Перри (21 ноября 2018 г.). «Италия объединяет возможности конвертоплана будущего». Flight Global.
  9. ^ а б Грэм Уорвик (22 января 2019 г.). «Исследования показывают, что А320 - сложная задача для распределенного гибридного электромобиля». Авиационная неделя и космические технологии.
  10. ^ Тьерри Дюбуа (23 апреля 2019 г.). «Игроки из ЕС начинают разработку исследовательской программы Clean Sky 3». Авиационная неделя и космические технологии.

внешняя ссылка