Elektro-Hydrostatisches Betätigungskonzept für das Bugfahrwerk eines,,all Electric Aircraft

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1 Deuscher Luf- und Raumfahrkongress 003, München, November 003, DGLR Elekro-Hydrosaisches Beäigungskonzep für das Bugfahrwerk eines,,all Elecric Aircraf C. Greißner, U. B. Carl Technische Universiä Hamburg Harburg Arbeisbereich Flugzeug Sysemechnik, D-07 Hamburg ÜBERSICHT Fahrwerke sowie die heuiger Verkehrsflugzeuge werden durch Konsandruckneze versorg und über hydraulische Widersände geseuer. Im Rahmen des von der EU geförderen Forschungsprojekes Power Opimised Aircraf (POA), das auf Sysemechnologien des,,all Elecric Aircraf abziel, sind die Fahrwerkbeäigungssyseme Gegensand laufender Unersuchungen. Der vorliegende Arikel sell den derzeiigen Projeksaus vor. Einleiend werden Gründe für die Wahl des elekrohydrosaischen Wirkprinzips angegeben; der Schwerpunk der dargesellen Unersuchung beseh in der Anwendung des EHA-Prinzips (Elekro-Hydrosaischer Akuaor) auf Bugfahrwerke. Einerseis kommen für die Beäigung von Fahrwerken Differenialzylinder zum Einsaz und andererseis versorg eine -Pumpen-Einhei mehrere Akuaoren. Abschließend folg die Diskussion verschiedener Ansäze zur Regelung. Das Konzep dieser echnologisch neuen Fahrwerksbeäigungsyseme wird zur Zei, zum Nachweis seiner Seuerungs- und Regelungsfunkionen in den verschiedenen Beäigungsmoden, in ein Eperimenalsysem überführ. SCHLAGWORTE Elekro-Hydrosaischer Akuaor (EHA); Fahrwerke; Konsandrucknez; Verdrängerseuerung; Widersandsseuerung; All Elecric Aircraf; Power Opimised Aircraf (POA) EINLEITUNG In heuigen Flugzeugen erfolg die Energieversorgung der verschiedenen Beäigungssyseme am Fahrwerk (Beäigung des Fahrwerkes und der sowie die ) über die von Triebwerkspumpen gespeisen Konsandruckneze des Flugzeuges. Während Ein- und Ausfahrgeschwindigkei von Fahrwerk und durch Drosseln geseuer wird, kommen für die Posiionsregelung der Servovenile zum Einsaz. Bild zeig den prinzipiellen Aufbau des konvenionellen, durch das Konsandrucknez gespeisen Beäigungs- und Lenksysem eines Verkehrsflugzeuges. Dieses Sysem wird in einer offenen Seuerkee berieben; während Schalvenile die Bewegungsrichung seuern, ergib sich die Verfahrgeschwindigkei aus den äußeren Lasen sowie den Drosselquerschnien. Bei Variaion der Lasen verändern sich demensprechend auch die Beäigungszeien. Beäigung BILD : Seuerungs- und physikalisches Wirkprinzip konvenioneller Beäigungssyseme Im Rahmen des Projekes Power Opimised Aircraf (POA) werden Ansäze unersuch, um Primärhydrauliksyseme (von Triebwerkspumpen gespeise Konsandruckneze) durch erweiere elekrische Energieversorgungssyseme zu ersezen. Ein Ziel des Projekes beseh darin, ein elekrisch beriebenes Anriebskonzep für Bugfahrwerke zu enwickeln. Uner den Randbedingungen einer hohen operaionellen Zuverlässigkei, die für hydraulische Linearzylinder anselle von mechanischen Gerieben sprich, sowie der Tasache, dass der Leisungsbedarf von Fahrwerkbeäigungssysemen dominan in die Auslegung heuiger Hydrauliksyseme von Transporflugzeugen eingeh, wurde als Basiskonzep ein leisungsopimieres dezenrales hydraulisches Anriebskonzep gewähl. Zum Einsaz komm demzufolge das Prinzip des elekrohydrosaischen Akuaors (EHA), der aus vier parallelen, sequeniell beriebenen Akuaoren beseh. Diese werden in einem geschlossenen Posiionsregelkreis berieben, wobei als Sellgröße der Pumpenvolumensrom bzw. die drehzahl dien. Der Sysemdruck sell sich ensprechend der Las ein und kann nur durch die Wahl der Kolbenflächen beeinfluss werden.

2 KONZEPTÜBERSICHT Dieser Abschni erläuer die Auswahl eines geeigneen Konzepes für die Beäigung und von elekrisch versorgen Bugfahrwerken. Uner der Resrikion einer elekrischen Versorgung können zur Beäigung des Fahrwerkes zwei prinzipielle physikalische Wirkprinzipien zum Einsaz kommen. Auf der einen Seie kann die elekrische Energie zunächs in hydraulische und mi Hilfe von Akuaoren dann in mechanische Energie gewandel werden. Auf der anderen Seie beseh die Möglichkei eines direken elekromechanischen Anriebes. Dabei wird die mechanische Leisung der elekrischen Maschine mi Hilfe von Spindeln oder Gerieben zur Beäigung des Fahrwerks genuz. Bei Einsaz des zulez genannen Konzepes ergib sich ein erheblicher mechanischer Aufwand, um die Nobeäigung des Fahrwerkes (Free-Fall) zu gewährleisen. Zum einen müssen Kupplungen vorgesehen werden, um auch im Klemmfall einer Spindel ein Ausfahren des Fahrwerkes zu gewährleisen. Zum anderen müssen Dämpfungselemene inegrier werden, um auch bei gelöser Kupplung eine konrolliere Bewegung zu ermöglichen. Auf Grund der genannen Nacheile wurde der elekromechanische Anrieb nich weier unersuch; die folgende Analyse konzenrier sich auf elekro-hydraulische Anriebe. Das Prinzip der elekro-hydraulischen Leisungswandlung biee den Voreil, dass die bisherigen Akuaoren beibehalen werden können und somi nur geringfügige Modifikaionen am Fahrwerk nowendig sind. Des Weieren kann das konvenionelle Nobeäigungssysem, besehend aus Schalvenilen und Drosselseuerung, übernommen werden, wodurch sich das Enwicklungsrisiko für dieses neuarige Anriebskonzep in bevorsehenden neuen Flugzeugprojeken reduzier. Wird die elekrische Energie zunächs in hydraulische gewandel, so kann man die 6 Konzepe in Bild unerscheiden. Diese eilen sich in zwei Wirkprinzipien auf: Widersandsseuerung (konsaner Druck), Verdrängerseuerung (EHA-Prinzip). Auf der linken Seie sind Konzepe auf Basis der Widersandsseuerung angegeben. Mi Hilfe der Sellgrößen drehzahl bzw. Verdrängungsvolumen der Pumpe wird ein lokales Konsandrucknez gespeis. Die Geschwindigkei des Akuaors wird wie beim konvenionellen Sysem über Drosseln geseuer. Die drei Konzepe unerscheiden sich durch die Sellgrößen, die bei der Druckregelung zum Einsaz kommen. Bei Konzep handel es sich um eine konvenionelle E-Pumpe; und Pumpe drehen sich mi konsan hoher Drehzahl, die Druckregelung erfolg über die Schwenkscheibe. Dabei kann der Druckregler als hydro-mechanischer Kompensaor oder als digialer mi einem elekrisch angeseueren Servovenil ausgeführ werden. Konzep basier auf einer Drehzahlregelung der - Pumpen-Einhei, so dass der Fördervolumensrom dem benöigen Verbrauchervolumensrom angepass wird, um ein Konsandrucksysem zu realisieren. Durch die Drehzahlregelung wird eine Reduzierung der Planschverluse während geringer Verbraucherakiviäen, sowie eine Minderung der Geräuschemissionen erziel. Nacheilig wirk sich die geringe Dynamik des Sysems aus. Hervorgerufen durch vergleichsweise große Massenrägheien können, infolge der schalenden Venile aufreende, große Volumensromänderungen nich ausreichend kompensier werden, sodass der Sysemdruck sarken Schwankungen unerlieg und Drucksöße induzier werden. Konzep 3 vereinig die Voreile von Konzep und und wurde in [] unersuch. Einerseis kann mi Hilfe der Schwenkscheibe eine adäquae Druckregelung realisier werden. Andererseis beseh die Möglichkei, die Pumpendrehzahl dem akuellen Verbrauchervolumensrom anzugleichen. Nacheilig wirk sich der hohe Hardwareaufwand aus. Widersandsseuerung Verdrängerseuerung Asynchron- & Versellpumpe Brushless DC- & Konsanpumpe Brushless DC- & Versellpumpe 3 BILD : Elekro-hydraulische Akuaorkonzepe Die Konzepe -3 weisen den Nacheil sysemimmanener Verluse (Drosselverluse) auf. Bei Konzep wird dieser Nacheil durch zusäzliche Planschverluse versärk. Auf Grund der konsan hohen Drehzahl reen die Verluse auch im Leerlauf oder bei geringen Volumensrömen auf. 5 6

3 Ohne eerne Kühlung is deshalb bei längerem Berieb (z.b. während Taiing) mi hermischen Problemen zu rechnen [3]. Auf der rechen Seie von Bild sind die Konzepe der Verdrängerseuerung dargesell. Im Gegensaz zur Widersandsseuerung wird nich der Sysemdruck auf einen konsanen Sollwer, sondern der Pumpenvolumensrom in Abhängigkei des gewünschen Geschwindigkeisprofils des Akuaors geregel. Der Sysemdruck sell sich ensprechend der Las ein; bei kleinen Lasen reduzier sich somi das Anriebsmomen der Pumpe. Konzep sell das Pendan zur E-Pumpe dar. Durch die Schwenkscheibenregelung sell sich eine sehr gue Dynamik ein. Auf Grund der konsan hohen Drehzahl ergeben sich jedoch auch im Leerlauf sowie im Teillasbereich hohe Planschverluse. Bei Konzep 5 handel es sich um einen elekrohydrosaischen Akuaor (EHA). Diese Technologie is sei vielen Jahren Gegensand eperimeneller Unersuchungen und wird z.b. in der Flugseuerung des A380 [] eingesez. Als Sellgröße für den Posiionsregelkreis dien die drehzahl. Eine Erweierung von Konzep 5 um eine Versellpumpe (Konzep 6 ) is nich sinnvoll, da das dynamische Verhalen des EHAs ausreichend is und der zusäzliche Hardwareaufwand somi keinen enscheidenden Voreil biee. Konzepdefiniion Für die nachfolgenden Unersuchungen wurde das Prinzip der Verdrängerseuerung nach Konzep 5 ausgewähl. Diese biee gegenüber der Widersandsseuerung den Voreil reduzierer Verluse, da Drosseln bzw. Servovenile als Seuer- bzw. Regelungskomponenen enfallen. Durch den Einsaz einer drehzahlvariablen Permanenmagneerregen Synchronmaschine (brushless DC-) erfolg eine weiere Reduzierung der Verluse. Bei bisher unersuchen Flugseuerungs-EHAs wird jeder hydraulische Akuaor von einer -Pumpen-Einhei versorg. Von dieser Sysemkonfiguraion wird beim Bugfahrwerk abgewichen. Durch eine eindeuige und sequenielle Abfolge ( öffnen, Fahrwerk ein- bzw. ausfahren, schließen, ) is es möglich, alle Akuaoren mi nur einer -Pumpen-Einhei zu versorgen. Dies biee Voreile hinsichlich Gewich, Kosen und Verfügbarkei. Des Weieren kann die konvenionelle Anordnung der hydraulischen Akuaoren wie als Randbedingung vorgegeben beibehalen werden, da die - Pumpen-Einhei nich direk am Fahrwerk unergebrach werden muss. Bild 3 zeig das schemaische Prinzip dieser Sysemkonfiguraion. Miels einfacher Schalvenile wird jeweils ein Verbraucher mi der -Pumpen-Einhei verbunden und in einem Posiionsregelkreis berieben. 3 ELEKTRO-HYDROSTATISCHES BETÄTI- GUNGSPRINZIP FÜR BUGFAHRWERKE Dieser Abschni gib zunächs einen Überblick über die Funkionsweise bisher unersucher Flugseuerungs- EHAs. Diese werden im Folgenden zur Abgrenzung als konvenionelle EHAs bezeichne. Verwende man ansa der üblichen Gleichgangzylinder Differenialzylinder, muss die hydraulische Versorgungseinhei erweier werden. Im Anschluss wird auf die Beäigungssequenzen und Schallogiken der Bugfahrwerksbeäigung eingegangen. 3. Elekro-hydrosaischer Akuaor mi Differenzvolumenkompensaion Bild zeig den schemaischen Aufbau eines konvenionellen EHAs, wie er z.b. in Verkehrsflugzeugen (A380) zum Einsaz komm. Als Akuaoren werden Gleichgangzylinder verwende, so dass der vom Zylinder aufgenommene bzw. abgegebene Volumensrom bis auf Leckageverluse idenisch is. Pos.- is Beäigung MC BILD : Konvenioneller Akuaor (EHA) elekro-hydrosaischer BILD 3: Elekro-hydrosaisches Wirk- und Seuerungskonzep für Bugfahrwerksyseme Der in Bild dargeselle Speicher kompensier Leckagen und hermisch bedinge Volumenänderungen. Die Rückschlagvenile gewährleisen, dass der Pumpeneingangsdruck nich uner das aufgepräge Niederdruckniveau fäll (Anikaviaionsvenile). Zur Absicherung des Sysems sind Druckbegrenzungsvenile vorgesehen. Diese Sysemkonfiguraion is jedoch nur zur Versorgung von Gleichgangzylindern geeigne. Differenialzylinder können nich verwende werden, da sich im Berieb, beding durch unerschiedliche Querschnisflächen von Kolben- und Ringkammer, unerschiedliche Volumensröme einsellen. Mi der in Bild dargesellen Konfiguraion können die aufreenden Differenzvolumensröme nich kompensier werden. In [] wird eine hydraulische Schalung vorgesell, die es ermöglich das Prinzip des EHAs auch mi Differenial- 3

4 zylindern zu realisieren; ensperrbare Rückschlagvenile kompensieren den Differenzvolumensrom auf der Niederdruckseie. Wird dieser Ansaz auf den bereis vorgesellen konvenionellen EHA überragen, ergib sich die Konfiguraion in Bild 5. Diese Schalung is in der Lage im Vier- Quadranen-Berieb zu arbeien:. Einfahren mi helfenden Lasen F 0 ẋ 0. Ausfahren mi helfenden Lasen F 0 ẋ 0 3. Einfahren mi Gegenlas F 0 ẋ 0. Ausfahren mi Gegenlas F 0 ẋ 0. Im ersen Fall gib der Zylinder Hydraulikflüssigkei uner Hochdruck aus Kammer A (Kolbenkammer) in das Sysem ab. Die hydraulische Maschine arbeie als, kann jedoch nich den gesamen Volumensrom auf Niederdruckniveau in die Kammer B (Ringkammer) fördern. Der Differenzvolumensrom wird über das ensperre Rückschlagvenil () in den Speicher geleie. Auch beim zweien Fall arbeie die elekrische Maschine im generaorischen Berieb. Dabei is der abgegebene Volumensrom aus Kammer B (Hochdruck) kleiner als der von Kammer A (Niederdruck) aufgenommene. Sink der Druck in dieser Kammer uner das Niederdruckniveau, gib der Speicher das im ersen Fall aufgenommene Differenzvolumen wieder ab. Während des Einfahrvorganges uner Gegenlas (Fall 3) muss wie schon im ersen Fall das Differenzvolumen durch den Speicher aufgenommen werden. Die hydraulische Maschine arbeie im Pumpberieb und förder Hydraulikflüssigkei uner Hochdruck in Kammer B (Ringkammer). Der von Kammer A (Kolbenkammer) abgegebene Volumensrom wird eilweise (Differenzvolumensrom) über das ensperre Rückschlagvenil () in den Speicher geleie. B A BILD 5: EHA mi Differenzvolumenkompensaion Beim Ausfahrvorgang (Fall ) förder die Hydraulikpumpe in Kammer A (Kolbenkammer). Da der uner Niederdruck abgegebene Volumensrom aus Kammer B (Ringkammer) kleiner als der Fördervolumensrom der Pumpe is, sink der Druck in der Saugleiung und der Speicher gib das aufgenommene Differenzvolumen erneu ab. A B F 3. Überragung des EHA-Prinzips auf Bugfahrwerke Die in Abschni 3. erläueren EHAs sellen in sich abgeschlossene Syseme dar, wobei jeweils ein Zylinder von einem -Pumpen-Pake versorg wird. Durch einen gerennen Einbau der Akuaoren und des EHA-Versorgungsmoduls sowie der sequeniellen Funkionsabläufe am Bugfahrwerk biee sich die Möglichkei, mi einer -Pumpen-Einhei alle Verbraucher zu versorgen (Bild 3). geschlossen geöffne eingefahren Fahrwerk ausgefahren akiv passiv Landung Bodenoperaion BILD 6: Funkionsablauf bei der Beäigung eines Bugfahrwerkes Bild 6 zeig den Funkionsablauf bei der Beäigung eines Bugfahrwerkes. Zu Beginn der beracheen Abfolge is das Fahrwerk eingefahren und die sind geschlossen. In einem ersen Schri werden die geöffne (), anschließend wird das Fahrwerk ausgefahren () und die wieder geschlossen (3). Die kann nur während der Bodenoperaion akivier werden (). Die Abschnie (5), (6) und (7) zeigen den Einfahrvorgang. Auf Grund des sequeniellen Vorganges is es möglich, alle Akuaoren (Tür-, Beäigungszylinder und Lenkmoor) mi einer -Pumpen-Einhei zu versorgen. Diese Maßnahme reduzier Kosen sowie Gewich und erhöh die Verfügbarkei. Des Weieren sind nur geringfügige Modifikaionen am Fahrwerk vorzunehmen, da die Fahrwerksarchiekur mi den hydraulischen Akuaoren beibehalen wird. Bild 7 zeig den hydraulischen Aufbau der kompleen Beäigungssyseme auf Basis des vorgesellen EHA- Konzepes für das Bugfahrwerk des A330, das Referenzflugzeug des Projekes POA. Bei dieser Konfiguraion werden Tür- (3) und Fahrwerkbeäigung () sowie die (5) von einer zenralen -Pumpen- Einhei () versorg. Das hydraulische Nez is wie bei dem Differenialzylinder-EHA (Bild 5) aufgebau. Zur Kompensaion des Differenzvolumens sind ensperrbare Rückschlagvenile sowie ein Niederdruckspeicher vorgesehen (). Im Folgenden wird der Aufbau der einzelnen Subsyseme erläuer. Die Beschreibung von Schal- und Free-Fall- Venilen erfolg unabhängig davon. Sar 6

5 Schalvenile Mi Hilfe der Schalvenile für das Fahrwerk (), die (3) und die (5) können die einzelnen Beäigungssyseme unabhängig von einander zum Nez (Anriebsmodul) verbunden oder isolier werden. Im isolieren Zusand sind die Zylinderkammern (Fahrwerk und ) kurzgeschlossen und mi Niederdruckniveau beaufschlag. Bei aufgeschaleer wird dieses Teilsysem vom Hydrauliknez (EHA-Leisungsmodul) in einem geschlossenen Regelkreis berieben. Die Lenkakuaoren (Push- Pull-Prinzip) werden bei passivierer oder ausgefallener über eine Drossel verbunden (Free-Casor Mode). Dies ermöglich den freien Radnachlauf und verminder ein Flaern (Shimmy) des Fahrwerkes durch die Dämpfungsdrossel. Hervorgerufen durch diese Drossel kann es bei soßarigen, von außen aufgeprägen Bewegungen (z.b. Schleppen des Flugzeuges), zu Druckspizen bzw. Kaviaion kommen. Aus diesem Grund müssen Anikaviaions- und Druckbegrenzungsvenile vorgesehen werden. Türbeäigung Erfolg die Versorgung des Bugfahrwerkes über das konvenionelle Konsandrucknez des Flugzeuges, werden die geöffneen während des Ein- bzw. Ausfahrvorganges des Fahrwerkes mi Druck beaufschlag, um eine unbeabsichige Schließbewegung der durch Luflasen und dami verbundenen Baueilkollisionen zu verhindern. Da bei der Verdrängerseuerung prinzipbeding jeweils nur ein Verbraucher versorg werden kann, sorg ein ensperrbares Rückschlagvenil dafür, dass der Druck in den Türzylindern während des Ein- bzw. Ausfahrvorganges des Fahrwerkes aufrech erhalen wird und somi die in geöffneer Posiion gesicher werden. Die in die Zuleiungen zu den Türzylindern eingefügen Drosseln kompromiieren zwar ewas die Leisungsbedarfsminimierung dieser Sysemfunkion, sind jedoch nowendig, um ein annähernd synchrones Öffnen der auch bei unerschiedlichen Lasen (z.b. auf Grund von Seienwind) zu erzielen. Einfahrverriegelung elekrisch beäig Enriegelungszylinder Einfahrverriegelung elekrisch beäig 3 Beäigungszylinder Türzylinder Türzylinder Free Fall Venil Free Fall Venil Schalvenil Fahrwerk Schalvenil drehzahlvariabler MCE Schalvenil 5 FWD Anikaviaions- und Druckbegrenzungsvenile BILD 7: Hydraulikschalplan des Bugfahrwerkes am Beispiel eines A330 5

6 Fahrwerksbeäigung Die beim Ausfahrvorgang des Fahrwerks ses vorhandenen helfenden Lasen infolge von Lasvielfachen und aerodynamischen Kräfen führen zu einer Energieaufnahme des Anriebes bei konrollierer Bewegung und dami Umsezung in Wärme. Geschieh dies auf der elekrischen Seie, sind große und schwere Widersände sowie hermische Probleme vorherzusehen. Der Einsaz einer Drosselschalung kann dies vermeiden, da die vom Fahrwerk abgegebene Energie bereis im hydraulischen Sysem umgesez wird. Free-Fall Für das Noausfahren des Fahrwerkes sind, vergleichbar dem konvenionellen Sysem, mechanisch beäige Schalvenile vorgesehen, die beide Zylinderkammern über Drosseln verbinden und es auf Grund von Graviaions- und aerodynamischen Kräfen erlauben, das Fahrwerk auszufahren. Die Fallgeschwindigkei kann über die Drosseln eingesell werden. Mi Hilfe von konvenionellen Endlagendämpfern wird die Anschlaggeschwindigkei limiier. REGELUNGSANSÄTZE Die des Bugfahrwerkes erfolg wie im konvenionellen Sysem in einem geschlossenen Posiionsregelkreis. Als Sellgröße komm jedoch kein Servovenil, sondern der Drehzahlregelkreis der -Pumpen-Einhei zum Einsaz. Die konvenionellen Sysemfunkionen Fahrwerk- und Türbeäigung werden in einer offenen Seuerkee berieben; weg- und richungsabhängige hydraulische Widersände seuern die Ein- bzw. Ausfahrgeschwindigkei (Bild, links). Bei Einsaz der Verdrängerseuerung (EHA-Prinzip) werden Drosseln nur für die Free-Fall-Funkion benöig, da normalerweise Zylinderposiion und -geschwindigkei miels Pumpendrehzahl geregel werden. Kann das Fahrwerk im Fehlerfall nich geregel ausfahren, wird die rein passive, widersandsgeseuere Nobeäigung (Free-Fall) mi konvenioneller Endlagendämpfung wirksam. Die Realisierung der Regelkreise erforder die Besimmung der Zylinderposiionen, die wie im Folgenden dargesell sensor- oder modellbasier erfolgen kann. Während bei der sensorbasieren Regelung für jeden Zylinder Posiionssensoren benöig werden, erfolg die Posiionsbesimmung beim modellbasieren Ansaz mi Hilfe der bekannen drehzahl. Sensorbasiere Regelung Heuige EHAs werden in einem geschlossenen Posiionsregelkreis berieben (Bild ); ein LVDT (Linear Variable Differenial Transducer) erfass die Posiion des Zylinders. Mi diesem Ansaz is es möglich, die auf die Regelsrecke wirkenden Sörungen (Lasen und Leckagen) zu kompensieren. Infolge der durch den Posiionsregler vorgegebenen Geschwindigkeisrajekorie (Bild 8) is es möglich, unerwünsche Beschleunigungsvorgänge von E- sowie von Fahrwerk und zu vermeiden und die Endlagengeschwindigkei zu konrollieren. Nacheilig bei diesem Konzep sind der hohe Sensoraufwand, da die Posiion jedes einzelnen Zylinders gemessen werden muss sowie die Nowendigkei von Maßnahmen, um mögliche Sensorfehler zu erkennen. Geschwindigkeisvorgabe soll - is Pos.- - soll v soll v is Srecke BILD 8: Geschwindigkeisvorgabe bei sensorbasierer Regelung Modellbasiere Regelung Bei dem Ansaz der modellbasieren Regelung kann der Sensoraufwand deulich reduzier werden, da die Möglichkei beseh, die Zylinderposiion aus der bekannen drehzahl und einer Abschäzung der unbekannen Leckage zu besimmen. Eben diese Abschäzung limiier die Genauigkei der Posiionsbesimmung, so dass keine eake Geschwindigkeisvorgabe in Endlagennähe wie bei der sensorbasieren Regelung möglich is. soll erreich BILD 9: Geschwindigkeisvorgabe bei modellbasierer Regelung Wie bereis am Anfang dieses Abschnies erläuer wurde, verfüg jedoch auch das verdrängergeseuere Sysem über hydraulische Endlagendämpfer. Bei Vorgabe einer konsanen Geschwindigkei (Bild 9), kann die vorhandene Endlagendämpfung genuz werden, um die Anschlaggeschwindigkei zu reduzieren. Durch die Änderung des hydraulischen Widersandes erfolg ein Druckansieg im Sysem. Ein unerlagerer Eingriff in Abhängigkei des Ausgangsdruckes des EHA- Moduls in den Drehzahlreglkreis limiier den Ausgangsdruck auf einen maimalen Wer, indem die Pumpendrehzahl reduzier wird; die Druckbegrenzungsvenile sprechen somi nur in Ausnahmefällen an. Is das Fahrwerk verriegel bzw. sind die in ihrer Sollposiion, was durch die konvenionellen Endlagenschaler deekier wird, erfolg die Passivierung des Sysems. 6

7 5 ZUSAMMENFASSUNG Der Arikel sell Teilergebnisse eines im Arbeisbereich Flugzeug-Sysemechnik, im Rahmen des EU-Projekes Power Opimised Aircraf (POA), durchgeführen Forschungsprogramms zu elekrisch versorgen Anriebssysemen für die Beäigung und von Bugfahrwerken vor. Das Sysemkonzep basier auf dem Wirkprinzip des elekro-hydrosaischen Akuaors (EHA). Beim Beäigungssysem des Bugfahrwerkes is es, auf Grund einer eindeuigen und sequeniellen Funkionsabfolge möglich, mehrere Akuaoren mi einer - Pumpen-Einhei zu versorgen. Weierführende Arbeien werden sich mi der Validierung dieses Konzeps, einschließlich der Seuerungs- und Regelungsfunkionen sowie mi Leisungsunersuchungen beschäfigen. Zur Zei wird das vorgeselle Anriebskonzep in ein Eperimenalsysem überführ. ZUSAMMENARBEIT Die Unersuchung elekrisch versorger Anriebssyseme für Bugfahrwerke erfolg in enger Zusammenarbei und mi Unersüzung durch die Firma LIEBHERR AERO- SPACE LINDENBERG GMBH, die Urheber der Idee dezenraler Hydraulikversorgungen von Flugzeugfahrwerken is. SCHRIFTTUM [] DORNHEIM, M.A.:A380 Fighs Weigh Growh Wih New Technologies. Aviaion Week & Space Technologies, 995. [] ENGELHARDT, J.; GREISSNER, C.:Hybrid Pressure Conrol Concep for a Speed Variable AC Pump in Aerospace Applicaion. nd PhD Symposium, Modena, Ialy, 00. [3] KUNZE, O.: Eine Unersuchung zur Back-Up- Versorgung hydraulischer Rudersellanriebe. VDI- Verlag, Düsseldorf, 997. [] RAHMFELD, R.:Developmen and Conrol of Energy Saving Hydraulic Servo Drives for Mobile Sysems. VDI-Verlag, Düsseldorf, 00. 7

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