11 menit waktu membaca
Peluncuran penerbangan listrik
Pasokan energi yang lebih baik, bobot yang lebih ringan, dan pesawat yang lebih efisien secara keseluruhan: Liebherr telah mulai melakukan penelitian besar-besaran terhadap sistem listrik di tiga lokasi berbeda yang dapat merevolusi bidang penerbangan dalam waktu dekat.
Siap untuk lepas landas!
Bekerja di dalam kokpit membutuhkan konsentrasi penuh. Pesawat berakselerasi dan lepas landas. Dengan menekan sebuah tombol, roda pendaratan akan menarik diri tepat di depan mata pilot. Hal ini karena roda pendaratan hidung terletak tepat di depan jendela kokpit. Pilotnya adalah para insinyur, yang mengendalikan simulator penerbangan di Liebherr Aerospace E-Wing Research Centre di Lindenberg, Jerman.
Lebih sedikit lebih baik
Stefan Pufe adalah Direktur Penelitian & Teknologi di Lindenberg, yang bertanggung jawab atas tim insinyur dan pengembang yang bekerja bersama dua tim proyek lainnya di Lindau dan di Toulouse, Prancis. Tim-tim ini mengarahkan arah yang mengarah ke generasi penerbangan berikutnya: Pesawat Terbang Lebih Elektrik (MEA). Tujuan MEA adalah membuat penerbangan masa depan menjadi lebih ringan, lebih efisien, dan lebih baik bagi lingkungan. Hal ini juga berarti lebih sedikit saluran, poros dan kabel.
Tim secara khusus berfokus pada peran aktuator. Ini adalah perangkat yang mengubah energi hidraulik yang dihasilkan secara terpusat menjadi gerakan mekanis. Pengembang Liebherr di Lindenberg bekerja keras untuk mengetahui bagaimana sistem hidraulik semacam ini dapat digantikan oleh sistem elektro-mekanis atau elektro-hidrostatis di masa depan, yang misalnya akan disuplai dengan daya oleh Powerpac pusat, elektro-hidraulik, berbasis arus deras (arus searah 540 V).
Penelitian yang sedang berlangsung
"Di E-Wing, kami menggunakan lima bangku uji untuk menguji dan memantau berbagai opsi untuk mengendalikan aktuator, seperti hidraulik konvensional, elektro-hidraulik, dan elektro-mekanik", jelas Stefan Pufe. Berbagai desain terhubung satu sama lain sebagai demonstrasi dan para insinyur dapat mensimulasikan bagaimana mereka benar-benar beroperasi dalam kehidupan nyata. Hal ini terlihat jelas pada model sayap pesawat terbang. Di sini, ketiga jenis sistem hidraulik bekerja secara berdampingan. Gerakan flap spoiler dikendalikan dari simulator kokpit, yang menunjukkan bagaimana flap tersebut memperlambat pesawat setelah mendarat.
Paket Daya Emas
Danau Constance secara historis telah menjadi lokasi favorit bagi para perintis penerbangan. Di sinilah Zeppelin pertama mengangkasa pada awal abad ke-20, serta pesawat terbang dan kapal udara berbahan logam pertama. Hampir 100 tahun kemudian, sebuah tim beranggotakan 80 orang dari Liebherr-Elektronik GmbH di Lindau (Jerman) sedang mengerjakan inovasi penerbangan baru. Insinyur listrik, pengembang perangkat lunak, insinyur mesin, dan insinyur penguji berfokus pada komponen penting dari Pesawat Listrik Lebih: elektronika daya.
Ini termasuk "Power Pack" emas. "Inverter ini dirancang untuk penerbangan elektrik yang dioptimalkan daya," jelas Dr.-Ing. Alfred Engler, Kepala Teknologi Pengembangan di Liebherr-Elektronik GmbH. Inverter memastikan bahwa arus searah tegangan tinggi (540 V) disuplai ke aktuator di aerofoil dan unit kontrol, sekaligus membuka kemungkinan yang sama sekali baru untuk sistem kontrol iklim pesawat. Pesawat konvensional menggunakan arus bolak-balik 115 volt, 400-Hz sebagai standar.
Menghadapi ujian
Di laboratorium, para peneliti sedang menguji apakah peralatan berbasis arus berat yang baru ini akan berfungsi sebagaimana mestinya dalam segala kondisi penerbangan. Power inverter terpapar pada semua jenis kondisi yang merugikan, mulai dari gemeretak dan guncangan yang intensif, hingga hembusan udara yang kuat dan suhu yang membekukan, semuanya dipantau dengan cermat. Keselamatan adalah prioritas utama.
Lingkungan pengujian yang unik
Toulouse, di sini, Nathalie Duquesne, Direktur Riset & Teknologi di Liebherr Aerospace Toulouse SAS mengepalai proyek GETI (Manajemen Listrik dan Termal Dinamis). Tim Liebherr mengoptimalkan dua sistem kelistrikan utama untuk sistem kontrol lingkungan dan perlindungan es pada ujung depan pesawat. Tujuannya juga untuk mengurangi berat dan konsumsi bahan bakar Pesawat Listrik Lebih untuk mencapai pengurangan emisi CO2 dan nitrogen oksida yang signifikan.
Untuk mencapai hal ini, Nathalie Duquesne dan timnya telah mengembangkan platform pengujian unik yang disebut "GETI", yang didasarkan pada visi global dari pesawat yang lebih banyak menggunakan listrik dan energi nonpropulsif. "Dalam GETI, kami dapat mengidentifikasi konsumen listrik utama untuk pesawat listrik di masa depan," jelas Duquesne. Fokus platform ini juga pada model, yang dikembangkan untuk mereproduksi perilaku listrik dan termal dari sistem yang berbeda. "Semua upaya kami untuk pesawat listrik berlangsung dalam kolaborasi antara berbagai lokasi. Sebagai contoh, kami sudah menguji produk dari Lindau untuk pesawat yang lebih banyak menggunakan listrik, yang berarti bahwa beban lain dari Lindenberg dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam bangku uji ini Semua bagian dari teka-teki, mulai dari sistem sayap pesawat dan elektronika daya, hingga kontrol lingkungan dan manajemen termal, bersatu untuk menciptakan gambaran lengkap yang membantu mengoptimalkan energi yang diperlukan dan berat sistem.
Semua sistem pergi
"Secara paralel, kampanye uji terbang yang dioperasikan di landasan uji terbang ATR72 dan A320 pada tahun 2016, yang difokuskan pada sistem kontrol lingkungan elektrik, telah membuktikan solusi yang kompetitif untuk visi yang lebih elektrik ini", kata Nathalie Duquesne. Baik uji internal intensif maupun uji penerbangan memvalidasi sepenuhnya ketahanan dan stabilitas sistem tekanan dan AC.
"Kami telah merancang kontrol lingkungan listrik yang menjanjikan dan arsitektur perlindungan es untuk Pesawat Lebih Listrik. Hasilnya sepenuhnya memuaskan. Sekarang, saatnya untuk mengoptimalkan masing-masing komponen lebih jauh lagi dan membawa sistem ini ke tingkat kematangan untuk pengajuan di masa depan. Masa depan penerbangan telah dimulai', kata Nathalie. "Kami di Liebherr adalah bagian dari hal tersebut
Sumber energi di dalam pesawat
Pesawat terbang membutuhkan daya dan energi yang sangat besar untuk mengoperasikan bagian-bagiannya yang bergerak dan untuk mengontrol tekanan udara dan tekanan kabin. Hingga saat ini, hal ini biasanya dicapai dengan menggunakan sistem hidrolik atau pneumatik. Dalam Pesawat Listrik Lebih, sistem ini akan semakin didukung atau bahkan digantikan oleh alternatif listrik. Oleh karena itu, akan sangat berguna untuk mendapatkan pemahaman yang lebih tepat terlebih dahulu mengenai sumber energi yang secara konvensional digunakan dalam penerbangan.
Hidrolika
Istilah ini berasal dari bahasa Yunani yang berarti air ('hydro') dan pipa ('aulos'). Cairan hidrolik, biasanya merupakan jenis oli mineral khusus, menggunakan tekanan dan aliran cairan untuk mentransfer energi dan mampu menghasilkan daya yang sangat tinggi. Sebagai contoh, saluran hidrolik mampu menggerakkan aerofoil pesawat terbang, yang seukuran pintu gudang, bahkan ketika dihadapkan pada angin kencang badai. Pergerakan tongkat kendali memicu perintah yang sesuai melalui sensor. Kerugian hidraulik adalah bahwa sistem hidraulik, yang berisi cairan, sangat berat. Pemasangan saluran ini sangat padat karya, dan sistem harus siap digunakan setiap saat, sehingga sistem harus selalu diberi tekanan, yang mengakibatkan konsumsi bahan bakar yang besar.
Elektro-hidraulik
Dengan metode ini, hidraulik dikendalikan oleh impuls listrik dan tekanan hidraulik hanya diproduksi secara lokal di tempat yang diperlukan. Hal ini mengurangi jumlah saluran pipa yang diperlukan dan volume cairan yang digunakan, sehingga menghasilkan penghematan biaya yang signifikan. Aktuator elektro-hidraulik, misalnya, juga memasok aktuator hidraulik melalui sistem hidraulik lokal, yang disuplai oleh unit pompa motor listriknya sendiri.
Pneumatik
Istilah pneumatik juga berasal dari bahasa Yunani (pneuma = angin) dan mengacu pada penggunaan tekanan udara di dalam sistem tertutup. Pada pesawat terbang, udara yang dibutuhkan berasal dari tahapan kompresor mesin. Ini diarahkan melalui saluran dan pipa ke dalam sistem kontrol iklim, di mana suhu dikontrol menggunakan sistem kompresor dan turbin yang kompleks. Tekanan disesuaikan dengan tingkat penerbangan, yang juga dikenal sebagai ketinggian kabin. Rentang tekanan udara dalam pesawat penumpang berkisar antara sekitar 1.000 hPa hingga sekitar 200 hPa pada ketinggian jelajah 33.000 kaki atau lebih tinggi. Selama penerbangan, tekanan udara tidak kurang dari 700 hPa dianggap nyaman bagi penumpang. Hal ini harus dipertahankan selama durasi penerbangan.
Pendanaan proyek penelitian ini
Proyek ini telah menerima dana dari Cleans Sky 2 Joint Undertaking di bawah program penelitian dan inovasi Horizon 2020 Uni Eropa di bawah perjanjian hibah No. 807081. Hasil dalam publikasi ini hanya mewakili pandangan penulis. Clean Sky Joint Undertaking tidak bertanggung jawab atas penggunaan yang mungkin dilakukan atas informasi yang terkandung.
Proyek ini didukung oleh Kementerian Federal Jerman untuk Urusan Ekonomi dan Energi berdasarkan keputusan Bundestag Jerman.
Untuk menjamin keterbacaan yang lebih baik, kami hanya menggunakan bentuk pria untuk jabatan, dengan bentuk yang terakhir mewakili sebutan yang netral secara gender. Saat melakukannya, kami selalu menyebut semua identitas gender (m/f/d).
