Czyste niebo - Clean Sky

Wspólne przedsięwzięcie „Czyste niebo”
CSJU
Czyste niebo Logo.png
Przegląd wspólnego przedsiębiorstwa
Utworzony 2008 ; 13 lat temu ( 2008 )
Siedziba Avenue de la Toison d'Or 56-60, 4th Floor
1060 Bruksela
Belgia 50,835070°N 4,354600°E Współrzędne : 50,835070°N 4,354600°E
50°50′06″N 4°21′17″E /  / 50,835070; 4.35460050°50′06″N 4°21′17″E /  / 50,835070; 4.354600
Motto Innowacja startuje
Roczny budżet 1,6 mld euro (Czyste niebo), 4 mld euro (Czyste niebo 2)
Wykonawczy Wspólnego Przedsięwzięcia
Kluczowy dokument
Strona internetowa cleansky .eu

Czyste niebo Wspólne przedsięwzięcie (CSJU) jest partnerstwo publiczno-prywatne między Komisją Europejską a Europejskim Aeronautics branży, która koordynuje i finansuje badania czynności dostarczyć znacznie cichsze i bardziej przyjazne dla środowiska samoloty. CSJU zarządza programem „Czyste niebo” (CS) i programem „Czyste niebo 2” (CS2), dzięki czemu jest czołową instytucją badań lotniczych w Europie.

Przegląd

Aeronautyka jest znana ze swojej zdolności do wprowadzania innowacji i zmieniania życia milionów ludzi. Również ze względu na złożoność sprzętu i systemów, co oznacza, że ​​cykle badawczo-rozwojowe w branży (czas potrzebny na dotarcie pomysłu z deski kreślarskiej na rynek) są bardzo długie, zwykle od 20 do 30 lat. Ryzyko związane z inwestycjami na dużą skalę wymaganą do napędzania postępu technologicznego jest bardzo wysokie. Jednocześnie wpływ branży na środowisko odpowiada obecnie za 3% globalnej emisji dwutlenku węgla powodowanej przez człowieka i ma znacznie wzrosnąć w nadchodzących latach, ponieważ nowoczesne społeczeństwa wymagają lepszych połączeń między ludźmi, krajami i regionami. Koordynując działalność badawczą przemysłu, CSJU opracowuje nowe technologie, które w innym przypadku wykraczałyby poza możliwe do opanowania ryzyko sektora prywatnego: zapewnia niezbędne fundusze na rozwój i wprowadzanie innowacji w ramach czasowych, które w innym przypadku byłyby nieosiągalne.

W związku z tym CSJU ma być organem, który będzie głównym uczestnikiem realizacji celów środowiskowych dla przemysłu Europejskiego Komitetu Doradczego ds. Badań Aeronautycznych (ACARE) 2020. Te cele to:

  • 50% redukcja emisji dwutlenku węgla (CO2).
  • 80% redukcja emisji monotlenków azotu ( NOx ).
  • Redukcja hałasu dla latających samolotów o 50%.
  • Złagodzić wpływ cyklu życia samolotów i powiązanych produktów na środowisko. (1)

Organizacja

Rada Zarządzająca CSJU, składająca się z przedstawicieli przemysłu i Komisji, określa strategiczne obszary, w których badania i innowacje mają zasadnicze znaczenie. Zaproszenia do składania wniosków są następnie ogłaszane w zależności od zmieniających się potrzeb branży. Małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP), liderzy przemysłowi, uniwersytety i profesjonalne organizacje badawcze odpowiadają na zaproszenia, przedstawiając szczegółowe plany działań badawczych i zarys funduszy, których będą potrzebować do rozwoju nowych technologii. Aby zagwarantować efektywną alokację zasobów, wnioski są oceniane przez panel niezależnych ekspertów zewnętrznych, którzy doradzają CSJU w sprawie wniosków o największym potencjale. Zwycięskie wnioski otrzymują następnie finansowanie i inne wsparcie od CSJU. Pierwotny program „Czyste niebo”, realizowany w latach 2008-2016, ma budżet w wysokości 1,6 mld euro. Połowę tej kwoty zapewnił pakiet ramowy 7 programu badań i innowacji Komisji Europejskiej, a drugą połowę wkład finansowy i rzeczowy liderów branży.

Obszary badawcze

Strategiczne obszary, w których badania naukowe i innowacje są niezbędne, nazywane są demonstratorami zintegrowanej technologii (ZDT). Jest ich sześciu, z których każdy jest współprowadzony przez dwóch liderów branży, którzy są zaangażowani przez cały czas trwania programu:

Zielony samolot regionalny

Zielony samolot regionalny (GRA): kierowany wspólnie przez Airbusa i Alenię . Ten ITD skupia się na małych, lekkich samolotach.

Inteligentne samoloty o stałym skrzydle

Inteligentny samolot o stałym skrzydle (SFWA): kierowany wspólnie przez Airbusa i SAAB . Ta ITD koncentruje się na technologiach i konfiguracjach skrzydeł obejmujących duże samoloty i odrzutowce biznesowe.

Zielony wiropłat

Green Rotorcraft (GRC): prowadzony wspólnie przez AgustaWestland i Airbus Helicopters . Ta ITD koncentruje się na innowacyjnych łopatach wirnika, integracji technologii silników wysokoprężnych i zaawansowanych układach elektrycznych w celu eliminacji szkodliwych płynów hydraulicznych.

Zrównoważone i ekologiczne silniki

Zrównoważone i ekologiczne silniki (SAGE): Współprowadzone przez Rolls-Royce i Safran . Ta ITD koncentruje się na nowatorskich konfiguracjach, takich jak otwarte wirniki i chłodnice międzystopniowe.

Systemy dla zielonych operacji

Systems for Green Operations (SGO): współprowadzone przez Liebherr i Thales . Ta ITD koncentruje się na sprzęcie elektrycznym samolotu, architekturach systemów, zarządzaniu temperaturą i możliwościach uzyskania bardziej ekologicznych trajektorii.

Eko Projekt

Eco-Design (ED): kierowany wspólnie przez Dassault Aviation i Fraunhofer Gesellschaft . Niniejsze ITD skupia się na łagodzeniu wpływu na środowisko projektowania, produkcji, wycofywania i recyklingu samolotów poprzez optymalizację zużycia materiałów i energii.

Uzupełnieniem sześciu ITD jest ocena technologii (TE). Po opracowaniu i zintegrowaniu nowych technologii z modelem testowym lub samolotem TE ocenia poprawę stanu środowiska, przeprowadzając działania demonstracyjne i loty testowe oraz porównując wyniki z samolotami, które nie zostały wyposażone w nowe technologie. Różnica w zaoszczędzonym paliwie, emitowanym hałasie itp. to zakres sukcesu tej technologii.

Osiągnięcia

Demonstrator A340 BLADE

Otwarte Rotor pokaz prowadzony przez Safran został uruchomiony w 2008 roku w ramach programu z 65 milionów euro finansowania ponad osiem lat: demonstrator został zmontowany w 2015 roku, a ziemia testowane w maju 2017 roku na jej testu na świeżym powietrzu platformę w Istres , dążąc do zmniejszenia paliwa zużycie i związane z tym emisje CO 2 o 30% w porównaniu z obecnymi turbowentylatorami CFM56 .

The Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator in Europe (BLADE) to projekt Airbusa w ramach testów w locie eksperymentalnych sekcji skrzydeł z przepływem laminarnym na A340 od września 2017 r.

Inne przykłady sprzętu opracowanego przy wsparciu programu „Czyste niebo” obejmują:

  • Open Rotor Blade: Łopata przeznaczona do silników napędzających odrzutowce jednonawowe, które wejdą do służby w latach 2025-2030.
  • Demonstrator z opadającym nosem : Ten demonstrator jest czołową krawędzią 1.1 regionalnej klimatyzacji, zapewniającą lepsze osiągi przy wysokim udźwigu. Demonstrator opadającego nosa jest uważany za platformę technologiczną umożliwiającą pełne możliwości morfingu, wbudowany system ochrony przed lodem na bazie CNT ( nanorurki węglowe ), OF ( włókna optyczne ) do pomiaru naprężeń, czujniki temperatury, wewnętrzne aktuatory łaty oparte na SMA ( stop z pamięcią kształtu ). , SJ ( Dysze syntetyczne ) do aktywnej kontroli przepływu.
  • Model silnika wysokoprężnego: Nowa technologia zapewniająca zrównoważoną alternatywę dla klasycznego silnika turbinowego, zmniejszająca zarówno zużycie paliwa, jak i emisję.
  • Żebro wprowadzające obciążenie kompozytowe inteligentnej klapy: Pełnowymiarowe żebro wprowadzające obciążenie kompozytowe inteligentnej klapy do zastosowań biznesowych DAV odrzutowych, opracowane przy użyciu technologii formowania przetłocznego żywicy. To żebro wprowadzające obciążenie, obejmujące główne części strukturalne klapy, demonstruje potencjał tanich, lekkich i mało skomplikowanych klap kompozytowych.
  • Siłownik HEMAS: Odporny na uszkodzenia elektromechaniczny siłownik głównego wirnika ze sprzęgłem bezpieczeństwa. System HEMAS umożliwia bezhydrauliczną, bardziej elektryczną architekturę helikoptera.
  • Wtryskiwacz paliwa: Wczesny wtryskiwacz paliwa z technologii Rolls-Royce dla programu ubogiego spalania Clean Sky SAGE 6.
  • H1 Część 6: tytanowe koło wentylatora: Nowa generacja lekkiego, przyjaznego dla środowiska koła wentylatora jednostki chłodzącej powietrze wytwarzanej w technologii wytwarzania przyrostowego SLM, która stanowi alternatywę dla konwencjonalnych metodologii (obróbka prętów).
  • Prototyp dwukieszeniowej klapy morfingowej: Inteligentna konstrukcja umożliwiająca krzywiznę wygięcia segmentu klapy skrzydłowej.
  • PODSTAWOWY System wykrywania oblodzenia w locie: Bezpiecznie wykrywa obecność warunków atmosferycznych, które mogą sprzyjać gromadzeniu się lodu na aerodynamicznych powierzchniach samolotu.
  • Elektroniczny moduł zasilania: Modułowy inteligentny konwerter zasilania z elastycznym zarządzaniem energią dla samolotów elektrycznych.
  • Półprzewodnikowy sterownik mocy wzbogacony o możliwość obcinania napięcia o wysokiej częstotliwości w celu realizacji strategii zarządzania energią elektryczną: Całkowitą wagę generatora można zmniejszyć nawet o 10% dzięki usunięciu 5-minutowego przeciążenia pojemności.
  • Wlot czerpakowy GKN ze zintegrowaną elektrotermiczną ochroną przed oblodzeniem i tłumieniem akustycznym: wlot powietrza ECS ze zintegrowaną elektrotermiczną ochroną przed oblodzeniem i technologią tłumienia akustycznego. Testowany w tunelu aerodynamicznym GKN Icing w 2011 roku.
  • Annulus Filler: kompozytowy Annulus Filler znajduje się pomiędzy łopatkami wentylatora i kieruje strumień powietrza, aby zapewnić optymalną wydajność łopatek wentylatora.
  • Zielona poduszka do siedzenia z PU (zagłówek): Zagłówek z trzyczęściowego systemu poduszek do siedzenia. 22% wagowych elastycznej pianki poliuretanowej na bazie biologicznej, bez środka zmniejszającego palność .
  • Demonstrator krawędzi natarcia płynnego morfingu: Projekt systemu uruchamiającego, który może bezproblemowo deformować krawędź natarcia morfingu.
  • Kompozyt gondoli wykonany w procesie infuzji ciekłej żywicy i utwardzony na narzędziu grzewczym: Kompozyt gondoli wykonany z żywicy epoksydowej i włókna węglowego za pomocą infuzji ciekłej żywicy na narzędziu grzewczym.
  • Część referencyjna Demonstratora K1: Część sekcji szafy radiowej. Wykonany jest z ALUMINIUM 2024 -T42.
  • IAI Część 1 demonstratora K1: Część sekcji stosu radiowego. Wykonany jest z Magnesium Elektron 43, co prowadzi do 20-30% redukcji wagi.

Czyste niebo 2

Po sukcesie początkowego programu „Czyste niebo”, jego następca, „Czyste niebo 2”, został uruchomiony w 2014 r.(2) w ramach programu badań i innowacji Komisji „ Horyzont 2020 ”. Clean Sky 2 ma być głównym wkładem w realizację celów Komisji Flightpath 2050 wyznaczonych przez ACARE, które są bardziej ambitne niż cele początkowego programu Clean Sky.

Te cele to:

  • 75% redukcja emisji dwutlenku węgla (CO2).
  • 90% redukcja tlenków azotu (NOX).
  • Redukcja hałasu latających samolotów o 65%.
  • Złagodzić wpływ cyklu życia samolotów i powiązanych produktów na środowisko poprzez projektowanie i produkcję samolotów nadających się do recyklingu.(3)

Clean Sky 2 przyczyni się również do utrzymania światowego lidera europejskiej aeronautyki. W związku z tym Clean Sky 2 będzie wymagało większego członkostwa, większego budżetu i działalności badawczej w szerszym zakresie obszarów.

Ochrona przed lodem

W ramach programu do początku 2020 r. na wlocie silnika i makiecie gondoli w oblodzonym tunelu aerodynamicznym w de:Rail Tec Arsenal w Austrii zostanie przetestowany pasywny system ochrony przed lodem , przy użyciu sił kapilarnych generowanych przez odparowanie w metalicznym porowatym „knotu” w parownika , aby zapewnić przenoszenie ciepła, bez ruchomych części do kondensatora , na przykład w zastosowaniach przestrzennych, co zmniejsza wymagania masy i energii.

Szybki wiropłat

W ramach Clean Sky 2 UE finansuje dwa szybkie wiropłaty : śmigłowiec złożony Airbus RACER oraz cywilny Tiltrotor nowej generacji Leonardo (NGCTR).

Hybrydowo-elektryczny

W 2016 r. francuska ONERA , niemiecka DLR i holenderskie TU Delft / NLR otrzymały kontrakt na ocenę 35 radykalnych konfiguracji, które zastąpią konwencjonalne projekty samolotów od 2035 r., spełniając wymagania Airbusa A320 : 150 pasażerów, rejs 0,78 Macha i zasięg 1200 mil morskich (2200 km) . TU Delft i NLR zaprezentowały swoje badanie dotyczące rozproszonego napędu hybrydowo-elektrycznego (DHEP) w ramach projektu Novair na konferencji AIAA SciTech w styczniu 2019 r. , wybierając trzy bardziej prawdopodobne konfiguracje:

Zakładając pakiety akumulatorów 500 Wh/kg , osiągalne, ale wykraczające poza zastosowania motoryzacyjne lub przemysłowe, masa napędu wzrosła do 600% dla HS2 i 730% dla HS3, napędzając wszystkie inne masy i kończąc o 34% więcej energii dla HS3 i 51% dla HS2 , natomiast HS1 wykazał o 10% lepsze zużycie energii.

Czyste niebo 3

Aby do 2050 r. zmniejszyć o 80% emisje CO2 w transporcie lotniczym , Clean Sky 3 wymagałoby planowania odwrotnego: ze względu na przewidywaną długość życia samolotów wymagane technologie musiałyby wejść do użytku w latach 2030-35 i powinny zostać zademonstrowane w latach 2025-27. Budżet UE na lata 2021-27 powinien zostać przegłosowany do końca 2019 r., a szczegółowy przydział w 2020 r., przy czym program badań i innowacji „Horyzont Europa” może obejmować Clean Sky 3 w najlepszym przypadku od 1 stycznia 2021 r.

Obszary badawcze

  • Trzy innowacyjne platformy demonstracyjne samolotów (IADP) dla dużych samolotów pasażerskich, samolotów regionalnych i szybkich wiropłatów, opracowujące i testujące latające demonstratory na pełnym poziomie samolotu/pojazdu;
  • Trzech demonstratorów zintegrowanej technologii (ITD), zajmujących się płatowcem, silnikami i systemami, wykorzystujących demonstratory na poziomie głównych systemów zintegrowanych;
  • Dwa działania poprzeczne (mały transport lotniczy, ekoprojekt), integrujące wiedzę na temat różnych ZDT i IADP dla konkretnych zastosowań i umożliwiające wykorzystanie synergii między różnymi platformami poprzez wspólne projekty i wyniki;
  • Ewaluator Technologii (TE), monitorujący i oceniający wpływ na środowisko i społeczeństwo technologii opracowanych w ramach IADP i ZDT.

Bibliografia

Zewnętrzne linki