Чистое небо

Совместное предприятие «Чистое небо»
CSJU
Обзор совместного предприятия
Сформированный	2008 год ; 16 лет назад
Штаб-квартира	Авеню де ла Туазон д’Ор, 56-60, 4-й этаж ; 1060 Брюссель ; Бельгия ; 50 ° 50'06 "N 4 ° 21'17" E / 50,835070 ° N 4,354600 ° E
Девиз	Инновации набирают популярность
Годовой бюджет	1,6 млрд евро («Чистое небо»), 4 млрд евро («Чистое небо 2»)
Руководитель совместного предприятия	Аксель Крейн, исполнительный директор ;
Ключевой документ	Регламент Совета (ЕС) 558/2014 ;
Веб-сайт	чистое небо .Евросоюз
	Викимедиа \| © OpenStreetMap

Совместное предприятие «Чистое небо» (CSJU) — это государственно-частное партнерство между Европейской комиссией и европейской авиационной отраслью, которое координирует и финансирует исследовательскую деятельность по созданию значительно более тихих и экологически чистых самолетов. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} CSJU управляет программой «Чистое небо» (CS) и программой «Чистое небо 2» (CS2), что делает его ведущим европейским исследовательским органом в области авиации.

Обзор

Аэронавтика известна своей способностью внедрять инновации и менять 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 длительны, обычно от 20 до 30 лет. Риск, связанный с крупномасштабными инвестициями, необходимыми для стимулирования технологического прогресса, очень высок. Параллельно с этим, воздействие этой отрасли на окружающую среду в настоящее время составляет 3% глобальных антропогенных выбросов углерода и в ближайшие годы существенно увеличится, поскольку современное общество требует улучшения связей между людьми, странами и регионами. Координируя исследовательскую деятельность в отрасли, CSJU разрабатывает новые технологии, которые в противном случае были бы за пределами управляемого риска частного сектора: он обеспечивает необходимое финансирование для разработки и внедрения инноваций в сроки, которые в противном случае были бы недостижимы.

Таким образом, CSJU призван стать органом, который внесет основной вклад в реализацию экологических целей Консультативного совета по аэронавтическим исследованиям в Европе (ACARE) 2020 для отрасли. Эти цели таковы:

Сокращение выбросов углекислого газа (CO ₂ ) на 50%.
Снижение содержания монооксидов азота на 80% ( NO _x ) выбросы.
Снижение шума летающих самолетов на 50%.
Смягчить воздействие жизненного цикла самолетов и сопутствующей продукции 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 объявляются «конкурсы предложений» в зависимости от меняющихся потребностей отрасли. Малые и средние предприятия (МСП), промышленные лидеры, университеты и профессиональные исследовательские организации отвечают на призывы детальными планами исследовательской деятельности и описанием финансирования, которое им потребуется для разработки новых технологий. Чтобы гарантировать эффективное распределение ресурсов, заявки оцениваются группой независимых внешних экспертов, которые консультируют CSJU по предложениям с наилучшим потенциалом. Предложения-победители затем получают финансирование и другую поддержку от CSJU. Бюджет первоначальной программы «Чистое небо», рассчитанной на период с 2008 по 2016 год, составляет 1,6 миллиарда евро. Европейской Комиссии Половина этой суммы была предоставлена Рамочным пакетом 7 Программы исследований и инноваций , а другая половина была обеспечена финансовыми и натуральными вкладами лидеров отрасли.

Области исследований

Стратегические области, где исследования и инновации имеют важное значение, называются интегрированными демонстраторами технологий (ITD). Их шесть, каждый из которых возглавляют два лидера отрасли, которые будут участвовать в течение всего срока действия программы:

Зеленый региональный самолет

Green Regional Aircraft (GRA): совместно Airbus и Alenia . Этот ITD ориентирован на небольшие самолеты с малым весом.

Умный самолет с неподвижным крылом

Интеллектуальные самолеты с фиксированным крылом (SFWA): совместно Airbus и SAAB . Этот ITD посвящен технологиям и конфигурациям крыльев, охватывающим большие самолеты и бизнес-джеты.

Зеленый винтокрыл

Green Rotorcraft (GRC): совместно AgustaWestland и Airbus Helicopters . В этом ITD основное внимание уделяется инновационным лопастям несущего винта, интеграции технологий дизельных двигателей и передовых электрических систем для устранения вредных гидравлических жидкостей.

Устойчивые и экологически чистые двигатели

Устойчивые и экологически чистые двигатели (SAGE): под руководством компаний Rolls-Royce и Safran . В этом ITD основное внимание уделяется новым конфигурациям, таким как открытые роторы и промежуточные охладители.

Системы для экологически чистых операций

Системы для экологически чистых операций (SGO): совместно Liebherr и Thales . В этом ITD основное внимание уделяется электрическому оборудованию самолетов, системным архитектурам, управлению температурным режимом и возможностям более экологичных траекторий.

Эко-Дизайн

Эко-дизайн (ED): совместно Dassault Aviation и Fraunhofer Gesellschaft . Этот ITD направлен на смягчение воздействия на окружающую среду проектирования, производства, вывода из эксплуатации и переработки самолетов путем оптимизации использования материалов и энергии.

Дополнением к шести ITD является Оценщик технологий (TE). После того как новые технологии разработаны и интегрированы в испытательную модель или самолет, TE оценивает улучшение состояния окружающей среды путем проведения демонстрационных мероприятий и испытательных полетов и сравнения результатов с самолетами, которые не были оснащены новыми технологиями. Разница в экономии топлива, уровне шума и т. д. определяет степень успеха технологии.

Достижения

Демонстрация открытого ротора под руководством Safran была запущена в 2008 году в рамках программы с финансированием в 65 миллионов евро в течение восьми лет: демонстратор был собран в 2015 году и прошел наземные испытания в мае 2017 года на испытательном стенде под открытым небом в Истре с целью снижения расхода топлива . потребление и связанные с этим выбросы CO ₂ на 30% по сравнению с нынешними турбовентиляторными двигателями CFM56 . ^{[ 3 ]}

Прорывной демонстратор ламинарного самолета в Европе (BLADE) — это проект Airbus в рамках летных испытаний экспериментальных секций крыла с ламинарным обтеканием на самолете A340 с сентября 2017 года. ^{[ 4 ]}

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

Открытая лопасть ротора: лопасть, предназначенная для двигателей узкофюзеляжных самолетов, которые поступят в эксплуатацию в 2025–2030 годах.
Демонстратор с опущенным носом : Этот демонстратор представляет собой переднюю часть регионального кондиционера 1.1 для улучшенных характеристик подъемной силы. Демонстратор с отвисшим носом задуман как технологическая платформа, обеспечивающая все возможности морфинга, встроенная CNT ( углеродных нанотрубок система защиты от обледенения на основе ), OF ( оптические волокна ) для измерения деформации, датчики температуры, SMA ( сплав с памятью формы внутренние актуаторы на основе ). , SJ ( Синтетические форсунки ) для активного контроля потока.
Модель двигателя с высокой степенью сжатия: новая технология, обеспечивающая экологичную альтернативу классическому газотурбинному двигателю, позволяющая снизить расход топлива и выбросы.
Композитное ребро введения нагрузки «умный закрылок»: Полномасштабное композитное ребро введения нагрузки интеллектуального закрылка для бизнес-джетов DAV, разработанное с использованием технологии производства методом трансферного формования смолы. Это ребро передачи нагрузки, включающее в себя 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 более электрические вертолетные конструкции без гидравлической системы.
Топливная форсунка: первая топливная форсунка, разработанная компанией Rolls-Royce для программы сжигания обедненной смеси Clean Sky SAGE 6. ^{[ 5 ]}
H1 Часть 6: Титановое вентиляторное колесо: Новое поколение легких экологически чистых вентиляторных колес агрегата воздушного охлаждения, изготовленных по технологии аддитивного производства SLM, которая обеспечивает альтернативу традиционным методологиям (обработка стержней).
Прототип двухсекционного морфируемого закрылка: продуманная конструкция, позволяющая изменять изгиб сегмента закрылка.
ПЕРВИЧНАЯ Система обнаружения обледенения в полете: безопасно обнаруживает наличие атмосферных условий, которые могут способствовать образованию льда на аэродинамических поверхностях самолета.
Электронный силовой модуль: модульный интеллектуальный преобразователь мощности с гибким управлением питанием для электросамолета.
Твердотельный контроллер питания с возможностью высокочастотного прерывания напряжения для реализации стратегии управления электроэнергией: общий вес генератора может быть уменьшен до 10% за счет устранения 5-минутной перегрузки мощности.
Воздухозаборник GKN Scoop Intake со встроенной электротермической защитой от обледенения и шумоподавлением: воздухозаборник ECS со встроенной электротермической защитой от обледенения и технологией шумоподавления. Испытано в аэродинамической трубе GKN Icing в 2011 году.
Кольцевой наполнитель: композитный кольцевой наполнитель расположен между лопастями вентилятора и направляет воздушный поток, обеспечивая оптимальную эффективность лопастей вентилятора.
Зеленая подушка для сидения из полиуретана (подголовник): Подголовник из трехкомпонентной системы подушек для сидения. на биологической основе с содержанием 22 весовых % Гибкий пенополиуретан без антипирена .
Демонстратор плавной трансформации передней кромки: разработка исполнительной системы, которая могла бы плавно деформировать трансформируемую переднюю кромку.
Композитный компонент гондолы, изготовленный методом инфузии жидкой смолы и отвержденный на нагревательном инструменте: Композитная деталь гондолы, изготовленная из эпоксидной смолы и углеродного волокна с помощью инфузии жидкой смолы на нагревательном инструменте.

Чистое небо 2

После успеха первой программы «Чистое небо», ее преемницей, «Чистое небо 2», ^{[ 6 ]} был запущен в 2014(2) в рамках программы исследований и инноваций Horizon 2020 . Программа «Чистое небо 2» призвана внести основной вклад в достижение целей комиссии Flightpath 2050, установленных ACARE, которые являются более амбициозными, чем цели первоначальной программы «Чистое небо».

Эти цели таковы:

Сокращение выбросов углекислого газа (CO ₂ ) на 75%.
Сокращение содержания монооксидов азота на 90% ( НЕТ _х ).
Снижение шума летающих самолетов на 65%.
Смягчите воздействие жизненного цикла самолетов и сопутствующих товаров на окружающую среду, разрабатывая и производя самолеты, подлежащие вторичной переработке.(3)

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

Ледовая защита

В рамках программы к началу 2020 года система пассивной защиты от обледенения будет испытана на воздухозаборнике двигателя и макете гондолы в обледеневшей аэродинамической трубе в de:Rail Tec Arsenal в Австрии с использованием капиллярных сил, возникающих в результате испарения в металлическом пористом «фитиле». испаритель , для обеспечения передачи тепла без движущихся частей к конденсатору как в космических приложениях, что снижает вес и энергопотребление. ^{[ 7 ]}

Высокоскоростной винтокрылый аппарат

В рамках «Чистого неба 2» ЕС финансирует два высокоскоростных винтокрылых аппарата : составной вертолет Airbus RACER и гражданский конвертоплан Леонардо следующего поколения (NGCTR). ^{[ 8 ]}

Гибридно-электрический

В 2016 году французская ONERA , немецкая DLR и голландская TU Delft / NLR заключили контракт на оценку 35 радикальных конфигураций для замены традиционных конструкций авиалайнеров с 2035 года, отвечающих требованиям Airbus A320 : 150 пассажиров, крейсерская скорость 0,78 Маха и дальность полета 1200 морских миль (2200 км). . TU Delft и NLR представили свое исследование распределенной гибридно-электрической силовой установки (DHEP) в рамках проекта Novair на конференции AIAA SciTech в январе 2019 года, выбрав три наиболее вероятные конфигурации: ^{[ 9 ]}

HS1, турбовентиляторный двигатель с параллельным гибридным наддувом для взлета и набора высоты;
HS2 — серийный гибридный концепт с распределенными пропеллерами по передней кромке крыла с приводом от турбогенераторов ;
HS3, серийный гибрид с турбогенераторами, приводящими в движение вентиляторы, расположенные над закрылками , а хвостовое оперение заменено двумя пропеллерами.

Если предположить, что аккумуляторные блоки емкостью 500 Втч/кг достижимы, но выходят за рамки автомобильного или промышленного применения, то масса силовой установки взлетит 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 на 51% для HS2. , а HS1 показал на 10% лучшее энергопотребление. ^{[ 9 ]}

Масштабный летный демонстратор

В 2022 году Scaled Flight Demonstrator [ фр ] , модель Airbus A320 в масштабе 1/8,5, построенная в рамках исследовательской программы Clean Sky 2, провела испытательную кампанию. Его можно использовать как для аэродинамических труб, так и для летных испытаний, и он направлен на проверку использования масштабных моделей для сокращения разрыва между численным моделированием и полномасштабными летными испытаниями. ^{[ 10 ]}

Чистое небо 3 / Чистая авиация

воздушным транспортом на 80% CO ₂Чтобы сократить выбросы к 2050 году, проекту Clean Sky 3 потребуется обратное планирование: из-за ожидаемого срока службы самолетов необходимые технологии должны быть введены в эксплуатацию в 2030-35 годах и должны быть продемонстрированы в 2025-2027 годах. Бюджет ЕС на 2021–2027 годы должен быть проголосован до конца 2019 года, а его детальное распределение - в 2020 году, при этом программа исследований и инноваций Horizon Europe, возможно, будет включать Clean Sky 3, начиная в лучшем случае с 1 января 2021 года. ^{[ 11 ]}

23 марта 2022 года Clean Aviation , преемница программ Clean Sky 1 и 2, открыла свой первый конкурс предложений с финансированием в размере 735 миллионов евро в течение 36 месяцев для водородных самолетов , гибридных электрических самолетов , самолетов ближнего и среднего радиуса действия , «трансверсальные» технологии, а также координация и поддержка. ^{[ 12 ]} Исследования в области водорода получат 182 миллиона евро, в том числе 115 миллионов евро на прямое сжигание с турбовинтовым двигателем с тягой 20 000 фунтов (89 кН) мощностью 5000 л.с. (3670 кВт) и турбовентиляторным двигателем , 50 миллионов евро на топливные элементы , 10 миллионов евро на хранение и 10 миллионов евро на хранение. 7 миллионов долларов за «прорывные технологии ближайшего будущего». Подача заявок открыта до 23 июня, результаты будут объявлены в сентябре, а гранты будут выданы в декабре. ^{[ 12 ]} Второй этап начнется в 2025 году, общий объем финансирования достигнет 1,7 миллиарда евро, а в 2035 году будет введено обслуживание разработанных технологий. ^{[ 12 ]} Британские компании могут иметь право на участие в программе Horizon Europe. ^{[ 12 ]}

Области исследований

Три инновационные демонстрационные платформы самолетов (IADP) для больших пассажирских самолетов, региональных самолетов и быстроходных винтокрылых самолетов, разрабатывающие и тестирующие летающие демонстраторы на уровне всего самолета/транспортного средства;
Три демонстратора интегрированных технологий (ITD), изучающие планер, двигатели и системы, с использованием демонстраторов на уровне основных интегрированных систем;
Два поперечных направления деятельности (малый воздушный транспорт, эко-дизайн), объединяющие знания различных ITD и IADP для конкретных приложений и позволяющие использовать синергию между различными платформами посредством общих проектов и результатов;
Оценщик технологий (TE), осуществляющий мониторинг и оценку воздействия на окружающую среду и общество технологий, разработанных в IADP и ITD.

Ссылки

^ «Европа стремится к более экологичной авиации» . 5 февраля 2008 г. – через news.bbc.co.uk.
^ Гилберт, Наташа (5 февраля 2008 г.). «Новая инициатива дает импульс исследованиям в области экологически чистых самолетов» . The Guardian – через www.theguardian.com.
^ «Safran празднует успешное начало демонстрационных испытаний открытого ротора на новом испытательном стенде под открытым небом на юге Франции» (пресс-релиз). Сафран. 3 октября 2017 г.
^ Михаэль Губиш (4 сентября 2017 г.). «Airbus готовит А340 с ламинарным крылом к испытательным полетам» . Флайтглобал .
^ «Демонстратор сжигания постного мяса» . www.rolls-royce.com . Архивировано из оригинала 5 сентября 2015 г. Проверено 30 августа 2015 г.
^ «Чистое небо 2 разрешено к взлету с бюджетом в 4,05 миллиарда евро - Наука-Бизнес» . www.sciencebusiness.net .
^ Грэм Уорвик (12 ноября 2018 г.). «Неделя технологий, 12-19 ноября 2018 г.» . Неделя авиации и космических технологий .
^ Доминик Перри (21 ноября 2018 г.). «Италия объединяет возможности будущего конвертоплана» . Полет Глобал .
^ Перейти обратно: ^а ^б Грэм Уорвик (22 января 2019 г.). «Исследования показывают, что A320 сложен для распределенной гибридно-электрической системы» . Неделя авиации и космических технологий .
^ «Европейские исследователи летают на мини-А320, чтобы оценить новый подход к летным испытаниям» . Международная организация аэрокосмического тестирования . 11 апреля 2022 г. Проверено 10 апреля 2023 г.
^ Тьерри Дюбуа (23 апреля 2019 г.). «Игроки ЕС начинают разработку исследовательской программы «Чистое небо 3»» . Неделя авиации и космических технологий .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Доминик Перри (23 марта 2022 г.). «Чистая авиация набирает обороты, поскольку она ищет заявки на долю в размере 735 миллионов евро» . Флайтглобал .

Внешние ссылки

[1] «Европа стремится к более экологичной авиации» . 5 февраля 2008 г. – через news.bbc.co.uk.

[2] Гилберт, Наташа (5 февраля 2008 г.). «Новая инициатива дает импульс исследованиям в области экологически чистых самолетов» . The Guardian – через www.theguardian.com.

[3] «Safran празднует успешное начало демонстрационных испытаний открытого ротора на новом испытательном стенде под открытым небом на юге Франции» (пресс-релиз). Сафран. 3 октября 2017 г.

[Flight4sep2017-4] Михаэль Губиш (4 сентября 2017 г.). «Airbus готовит А340 с ламинарным крылом к испытательным полетам» . Флайтглобал .

[5] «Демонстратор сжигания постного мяса» . www.rolls-royce.com . Архивировано из оригинала 5 сентября 2015 г. Проверено 30 августа 2015 г.

[6] «Чистое небо 2 разрешено к взлету с бюджетом в 4,05 миллиарда евро - Наука-Бизнес» . www.sciencebusiness.net .

[AvWeek12nov2018-7] Грэм Уорвик (12 ноября 2018 г.). «Неделя технологий, 12-19 ноября 2018 г.» . Неделя авиации и космических технологий .

[Flight21nov2018-8] Доминик Перри (21 ноября 2018 г.). «Италия объединяет возможности будущего конвертоплана» . Полет Глобал .

[AvWeek22jan2019-9] Перейти обратно: ^а ^б Грэм Уорвик (22 января 2019 г.). «Исследования показывают, что A320 сложен для распределенной гибридно-электрической системы» . Неделя авиации и космических технологий .

[10] «Европейские исследователи летают на мини-А320, чтобы оценить новый подход к летным испытаниям» . Международная организация аэрокосмического тестирования . 11 апреля 2022 г. Проверено 10 апреля 2023 г.

[AvWeek23apr2019-11] Тьерри Дюбуа (23 апреля 2019 г.). «Игроки ЕС начинают разработку исследовательской программы «Чистое небо 3»» . Неделя авиации и космических технологий .

[Flight23march2022-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Доминик Перри (23 марта 2022 г.). «Чистая авиация набирает обороты, поскольку она ищет заявки на долю в размере 735 миллионов евро» . Флайтглобал .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]