Home:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik:Flugzeug-Systemdynamik (FLS):Energiesysteme
Robotik und Mechatronik Zentrum Institut für Robotik und Mechatronik Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik
Raumfahrt-Systemdynamik (RFS)
Fahrzeug-Systemdynamik (FAZ) Flugzeug-Systemdynamik (FLS)
Flugregelung und autonomes Fliegen
Flugdynamik und Lasten
Energiesysteme
Standards & Tools
Institut für Optische Sensorsysteme Aktuelles Mitarbeiter Forschung Ausgründungen Veröffentlichungen Stellenangebote Anreise Kooperationen und Projekte Zurück
Thermofluidsysteme
Der Begriff Thermofluidsysteme bezeichnet sämtliche Systeme, deren Wirkungsweise sowohl auf der Thermodynamik als auch der Fluiddynamik, d.h. Strömungslehre, aufbaut.
Flugzeuge sind ohne derartige Systeme undenkbar: Zur Versorgung der Personen an Bord mit Frischluft, zur Aufrechterhaltung des Kabinendrucks und zur Kühlung elektronischer Komponenten ist es nötig, Luft in der richtigen Menge, Temperatur, Druck und Feuchtigkeit bereitzustellen. Dazu wird Luft aus den Verdichtern der Strahltriebwerke abgezweigt, und in einem mehrstufigen Prozess verdichtet, abgekühlt, entfeuchtet und schließlich entspannt.
Diese Klimatisierungs- und Kühlungssysteme werden Environmental Control Systems oder Air Management Systems genannt.
Zur Regelung und Auslegung der entsprechenden Komponenten sind genaue, aber gleichzeitig schnelle Berechnungsmodelle des Gesamtsystems erforderlich. Das Team Energiesysteme beschäftigt sich mit der Erstellung und Verbesserung derartiger Berechnungsmodelle sowie darauf aufbauend mit der Auslegung und Optimierung von Systemarchitekturen.
Die Forschungsschwerpunkte sind
Architektur- und Systemoptimierung
Modellinitialisierung
Data-Mining / Klassifikation
Modellanpassung
Co – Simulation
Modellierung
Das wichtigste Ziel bei der Entwicklung neuer Modelle ist es, einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Komplexität zu finden. Dazu ist es nötig, von einem physikalischen Verständnis des Gesamtsystems aus die wichtigsten Einflüsse zu identifizieren und in das Modell zu integrieren.
Die Implementierung erfolgt in dem Team Energiesysteme dann hauptsächlich in der objektorientierten Modellierungssprache Modelica.
Reglerentwurf
Für den Entwurf von Reglern werden verschiedene Ansätze untersucht und weiterentwickelt. In jedem Fall ist es notwendig, zunächst die dynamischen Vorgänge mit einem geeigneten Streckenmodell zu beschreiben. Dies lässt sich zum einen durch eine direkte physikalische Modellierung erreichen. Eine weitere Möglichkeit ist der Aufbau einer Co-Simulationsumgebung, bei der ein Teil des Modells durch ein CFD-Tool simuliert wird. Anschließend wird dann der eigentliche Reglerentwurf durchgeführt.
Entwurfsumgebung für neuartige Flugzeugklimaanlagen
Aus Konstruktionsgründen kann in Flugzeugklimatisierung- und Kühlungssystemen die sogenannte Zapfluft aus dem Strahltriebwerk nur an wenigen Stellen entnommen werden. Es treten daher erhebliche Verluste auf, wenn die Zapfluft auf das geforderte Druck- und Temperaturniveau abgesenkt wird. Daher sind insbesondere hier elektrifizierte Systemarchitekturen von Interesse.
Eine Plattform für die Modellierung, die Bewertung und den Entwurf solcher Systeme wird in dem Team Energiesysteme entwickelt (è Architektur- und Systemoptimierung). Diese ermöglicht eine globale Optimierung des Gesamtsystems anhand von Bewertungsgrößen auf Flugzeugebene wie dem Treibstoffverbrauch.
Flughafenmanagement
Flugzeugantriebe und Energieversorgung
Fluidmechanik und Thermodynamik