3 Wege, wie fortschrittliche DAQ der Luftfahrtindustrie den Übergang zu einer nachhaltigen Zukunft erleichtern
Bis 2050 müssen wir eine kohlenstoffneutrale Gesellschaft werden, und der Luftfahrtsektor muss dazu beitragen. Weniger zu fliegen kann zwar zur Verringerung der Emissionen beitragen, aber wir haben auch Möglichkeiten, sauberer zu fliegen. Zum einen könnten wir unseren Flug mit Elektrizität oder Wasserstoff betreiben, was nicht mehr nur eine Idee aus einem futuristischen Science-Fiction-Roman ist. Vielmehr stehen sie kurz davor, einen Wandel in der Luftfahrttechnologie herbeizuführen.
1. Erhöhte Leistung: Wie Hochspannungsisolationsmodule den Fortschritt bei der Prüfung von Elektro- und Hybridantrieben vorantreiben
Elektrische und hybrid-elektrische Antriebe stehen mittlerweile im Mittelpunkt der Luft- und Raumfahrtindustrie und bieten bahnbrechende Vorteile. Diese Spitzentechnologie verbessert das Flugerlebnis durch leisere Flüge, geringere Emissionen, mehr Sicherheit und niedrigere Kosten. Darüber hinaus eröffnet sie neue Möglichkeiten für unbemannte Flugsysteme (UAS), Plattformen der Urban Air Mobility (UAM) sowie verschiedene kleine Passagier- und Frachtflugzeuge. Trotz dieses Potenzials steht die Branche vor Herausforderungen hinsichtlich der Batteriedichte, effizienter elektrischer Systeme, nahtloser Integration und regulatorischer Standards. Flugzeughersteller arbeiten aktiv daran, diese Hürden zu überwinden, und treiben den Bereich des elektrischen Antriebs voran, indem sie die Entwicklung innovativer Antriebssysteme und -architekturen ermöglichen, die die Zukunft der Luftfahrt prägen werden.
Lilium Jet – der erste eVTOL – absolviert im Mai 2019 seinen Erstflug (Quelle: Lilium GmbH)
Die Datenerfassungs-Produktreihe „Q.series X“ von Gantner Instruments bietet eine umfassende Auswahl an Hochspannungs-Trennmessmodulen. Diese Module wurden entwickelt, um den vielfältigen Prüfanforderungen von Ingenieuren gerecht zu werden, die in den Bereichen Elektromotor- und Wechselrichterprüfung, Batterieleistungs- und Ladezustandsprüfung, Mechanik- und Schwingungsprüfung sowie bei der Integration von Antriebssystemen tätig sind. Dank der herausragenden Eigenschaft einer dreifachen galvanischen Trennung bei 1.500 VDC ermöglichen diese Module präzise Messungen von Spannung, Strom sowie von RTD-, Thermoelement-, IEPE- und Strain Gage-Sensoren – und das bei Frequenzen von bis zu 100 kHz. Wenn Sie sich für die Q.series X von Gantner Instruments entscheiden, profitieren Sie von fortschrittlicher Technologie, die Ihre Prüfprozesse mit beispielloser Präzision und Zuverlässigkeit optimiert.
Erleben Sie die Zukunft der Luft- und Raumfahrtprüfung mit der Q.series X von Gantner Instruments. Schöpfen Sie das volle Potenzial elektrischer und hybrid-elektrischer Antriebe aus und gewährleisten Sie gleichzeitig präzise und effiziente Messungen. Vertrauen Sie auf unser Fachwissen und machen Sie einen großen Schritt vorwärts in der Luftfahrtinnovation.
2. Angesichts des Potenzials wasserstoffbetriebener Flugzeuge wird die kryogene Messtechnik zu einem entscheidenden Faktor bei ihrer Entwicklung.
Die Zukunft der großen kommerziellen Luftfahrt liegt in wasserstoffbetriebenen Flugzeugen, da der Elektroantrieb mit Einschränkungen wie Gewicht, Wärmeentwicklung und Batterielebensdauer konfrontiert ist. Wasserstoff, der aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird, verursacht keine CO₂-Emissionen und liefert pro Masseneinheit die dreifache Energie von herkömmlichem Kerosin sowie mehr als das 100-Fache der Energie von Lithium-Ionen-Batterien.
Um die Herausforderungen der Wasserstoffspeicherung zu bewältigen, konzentrieren sich Flugzeughersteller auf die Entwicklung kryogener Wasserstofftanks. Die Speicherung in Kryotanks, bei der Wasserstoff auf unter -253 °C (-423 °F) gekühlt wird, ermöglicht eine höhere Speicherdichte und eine geringere Tankmasse. Allerdings erfordert sie luftdichte Isolationssysteme, spezielle Handhabungsgeräte, eine konstante Druckaufrechterhaltung sowie luftdichte Abdichtungen, um zu verhindern, dass sich Luft in den Tanks verfestigt.
3D-Rendering eines Null-Emissions-Flugzeugs mit zwei Hybrid-Wasserstoff-Turbinenantrieben
Gantner Instruments erfüllt mit seinen Messmodulen der Q.series X A105 CR die Anforderungen an kryogene Messungen in wasserstoffbetriebenen Flugzeugen. Diese Module sind für kryogene Temperatursensoren wie Cernox® oder TVO ausgelegt. Sie bieten eine extrem niedrige Versorgung des Sensors, um die Eigenerwärmung zu minimieren und ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu gewährleisten. Darüber hinaus verfügen die Module über sensorspezifische Linearisierungstabellen, um die Nichtlinearität kryogener Temperatursensoren auszugleichen.
Darüber hinaus bietet Gantner Instruments eine Variante seines Messmoduls A101 für die Messung der Dehnung in Niedrigtemperaturumgebungen an. Dieses Modul verfügt über eine intelligente Ein-/Aus-Schaltung der Versorgung mit Brückenspannung, um eine Eigenerwärmung zu verhindern. Es nutzt einen dreistufigen Messvorgang, um den Einfluss der thermoelektrischen Spannung bei der Verwendung kryogener Verkabelung zu korrigieren.
Mit den fortschrittlichen kryogenen Messlösungen von Gantner Instruments kann die Entwicklung von wasserstoffbetriebenen Flugzeugen reibungslos voranschreiten und eine genaue und zuverlässige Datenerfassung in diesen hochmodernen Luftfahrtsystemen gewährleisten.
3. Fortschreitende Dehnungsmessung zur Charakterisierung von Leichtbau-Verbundkonstruktionen
Im Bestreben, leichtere Flugzeugkonstruktionen zu entwickeln, um den Treibstoffverbrauch, die CO₂-Emissionen und die Umweltbelastung zu senken, setzt die Luft- und Raumfahrtindustrie auf Fertigungstechniken für Kohlefaserverbundwerkstoffe wie den 3D-Druck und die automatisierte Faserplatzierung. Diese Techniken ermöglichen die Herstellung von Leichtbaustrukturen mit verbesserter Aerodynamik und höherer Treibstoffeffizienz. Auch im Bereich der Flugzeugtriebwerke wird Titan zunehmend durch hochtemperaturbeständige Kohlefaserverbundwerkstoffe ersetzt. Die genaue Vorhersage der Leistungsfähigkeit maßgeschneiderter Verbundstrukturen stellt jedoch nach wie vor eine Challenge dar. Finite-Elemente-Analysen und virtuelle Tests liefern zwar Erkenntnisse, doch für die Validierung und Anpassung sind reale Testdaten unerlässlich.
Fanschaufeln aus Verbundwerkstoffen beim GEnx-1B von General Electric sorgen für leichtere und effizientere Triebwerke
Gantner Instruments bietet ein spezialisiertes Sortiment an 24-Bit-Dehnungsmessstreifen-Verstärkern an, mit denen sich präzise Mikrodatenmessungen mit einer Genauigkeit im einstelligen Bereich erzielen lassen. Diese Verstärker wurden sorgfältig entwickelt, um den hohen Anforderungen von Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt gerecht zu werden. Dank Merkmalen wie einem hochstabilen Brückenabschlusswiderstand und einer niedrigen Versorgung der Brücke minimieren sie Messfehler, die durch Temperaturschwankungen in der Messkette verursacht werden.
Unser informativer Blog-Beitrag enthält acht hilfreiche Tipps für die Auswahl des idealen Dehnungsmessstreifen-Verstärkers für Ihren Prüfaufbau in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Treffen Sie die richtige Wahl und sorgen Sie für eine genaue Validierung Ihrer Finite-Elemente-Modelle mit den fortschrittlichen Lösungen von Gantner Instruments zur Dehnungsmessung.
Kompetenter Support für Ihre Messbedürfnisse
Erleben Sie erstklassigen Support von den Messtechnik-Experten von Gantner Instruments. Unsere individuelle Beratung in den Bereichen Vertrieb und technische Anwendung steht bestehenden und potenziellen Kunden kostenlos zur Verfügung. Gestalten Sie mit unserer Unterstützung einen reibungslosen Übergang in eine nachhaltige Zukunft. Lassen Sie sich von unseren Experten dabei unterstützen, die perfekte Lösung für die Datenerfassung zu finden. Erhalten Sie wertvolle Einblicke in die Hochspannungsisolierung bei der Prüfung elektrischer Antriebe, meistern Sie Messherausforderungen in kryogenen Umgebungen und wählen Sie den optimalen Dehnungsmessstreifen-Verstärker für Ihre Anforderungen bei der Strukturprüfung aus.
Wir sind der Meinung, dass Leistung und Flexibilität entscheidend sind. Und noch mehr Leistung und Flexibilität sind natürlich noch besser. Deshalb setzen wir alles daran, noch effektivere Lösungen für alle anspruchsvollen Datenerfassungsaufgaben zu entwickeln, die vor Ihnen liegen. Die erweiterte Version der Q.series bietet leistungsstarke Signalaufbereitung, höhere ADC- und Datenraten, und Sie können die Konfiguration sogar während des Betriebs anpassen.
In Hochspannungsumgebungen sind die Präzision und Zuverlässigkeit von Messsystemen entscheidend für die Sicherheit, die Einhaltung von Vorschriften und die Leistungsoptimierung. Hochspannungstests und -messungen sind ein wesentlicher Bestandteil der Entwicklung und Produktion von Geräten und Systemen, die unter Hochspannungsbedingungen arbeiten, wie z.B. Stromübertragungssysteme, Hochspannungsmotoren und -generatoren sowie Komponenten für Elektrofahrzeuge. Gantner Instruments Die Module der Q.series X A12x (z.B. Q.series X A128) bieten hochentwickelte Lösungen für die einzigartigen Herausforderungen von Hochspannungsmessungen.
In diesem Jahr haben wir beschlossen, unser jährliches Sommerfest in Deutschland zu feiern und sind am 25. Juni mit fast allen Mitarbeitern nach Berlin gereist. Nach einem gemütlichen Abend in "Lembke's Spezialitäten Brauerei" ging es am Sonntag zum Sightseeing in die deutsche Hauptstadt.