DGLR-Workshop UAV Bremen

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Hennie Acker
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1 DGLR-Workshop UAV Bremen

2 Der Thielert Konzern Der Thielert Konzern entwickelt und fertigt seit mehr als vierzehn Jahren Komponenten für Hochleistungsmotoren und Sonderteile mit komplexen Geometrien sowie Hard- und Software für digitale Motorsteuerungen. Für den Automobilbau und die Luftfahrtindustrie erarbeiten wir Fertigungsstrategien für Motorkomponenten sowie komplette Motoradaptionen. Konstruktion, Herstellung und Versuch sind unsere Aufgabengebiete. Wir betreuen unsere Kunden von der Konzeptidee bis zur Serieneinführung und fertigen Komponenten für kleinere Produktionsserien.

Für den Automobilbau und die Luftfahrtindustrie erarbeiten wir Fertigungsstrategien für Motorkomponenten sowie komplette Motoradaptionen.

3 Thielert Aircraft Engines GmbH 1999 gegründet, um Dieselmotoren für die Allgemeine Luftfahrt zu adaptieren Zertifizierter Entwicklungs- und Herstellungsbetrieb für Flugmotoren und Komponenten Über 100 Mitarbeiter hochmoderne CNC-Fertigungszentren Serienproduktion CENTURION 1.7 CENTURION 4.0 auf AERO 2003 vorgestellt

Herstellungsbetrieb für Flugmotoren und Komponenten Über 100 Mitarbeiter

4 Dieselflugmotor CENTURION 1.7 Vorher: Die Idee Flugmotor basierend auf Grundkomponenten bestehender Großserienprodukte Hochentwickelte Standards Partizipieren an großen F&E-Budgets Zuverlässiges Produkt als wesentliche Ausgangsbasis Dieselmotor mit Direkteinspritzung für hohe Wirkungsgrade Elektronische Motorsteuerung Nachher:

Großserienprodukte Hochentwickelte Standards Partizipieren an großen F&E-Budgets

5 Dieselflugmotor CENTURION 1.7 Ansicht von rechts Automobiler Basismotor Dieselflugmotor

6 Hintergrundwissen zum Dieselmotor Luft wird ohne Brennstoff in den Zylindern verdichtet. Lufttemperatur steigt über den Flammpunkt des Brennstoffs. Brennstoff wird dann eingespritzt, vermischt sich mit der komprimierten Luft und entzündet sich sofort. Die Leistung wird über die Menge des eingespritzten Brennstoffes geregelt. Es gibt keine Drosselung.

Brennstoff wird dann eingespritzt, vermischt sich mit der komprimierten Luft und

7 Nutzen des Dieselmotors Zuverlässigkeit und Vorteile von Dieselmotoren für die Luftfahrt Gemischaufbereitung sehr simpel, da der Brennstoff einfach in der gewünschten Menge eingespritzt wird. Selbstzündend. Keine Gefahr des Klopfens, da Brennstoff erst zugeführt wird, wenn er sich entzünden soll. Dieselmotoren werden mit hoher Kompression betrieben. Das unterstützt einen höheren thermodynamischen Wirkungsgrad. Allein Dieselmotoren aus Autos genügen den Anforderungen der Luftfahrt. Automobil-Ottomotoren sind nicht zuverlässig genug.

Keine Gefahr des Klopfens, da Brennstoff erst zugeführt wird, wenn er sich entzünden soll.

8 TAE Entwicklung Motorenentwickung Mechanik Entwicklung im Haus Elektronik Entwicklung im Haus

9 Computer Aided Design

10 Getriebe und Kupplung Entwicklungsleistung Maximallastbegrenzung und Torsionsschwingungsdämpfung durch Kupplung mit Federpaketen einsatzgehärtete Stirnräder aus hochfestem Stahl Elektronisch angesteuerte Constant-Speed-Unit für hydraulische Propellerverstellung Ölumlaufschmierung mit gezielter Versorgung der Lagerstellen Kompakte Bauform, einfache Wartung

aus hochfestem Stahl Elektronisch angesteuerte Constant-Speed-Unit für hydraulische

11 Motorperipherie und -komponenten Entwicklungsarbeit nach Luftfahrtstandards Motorintegration in Zelle Kurbelwelle Turboauslegungen je nach max. Höhe Ölsystem inkl. Blow-By-System zur Scheidung des Luftölgemisches aus dem Kurbelgehäuse Kühlsystem: erste vollständige Flüssigkeitskühlung in diesem Marktsegment Abgas- und Ladeluftsystem: Abgaskrümmer, Ladeluftkühler

Blow-By-System zur Scheidung des Luftölgemisches aus dem Kurbelgehäuse Kühlsystem: erste

12 Direkteinspritzung Moderne Direkteinspritzung Hoher Wirkungsgrad, hohe Leistungsausbeute, geringe Lärmentwicklung Entwicklungsleistung Anpassung der Hochdruckpumpe an Jet Fuel und andere Kraftstoffen (JP8) Regelung von Einspritzvolumen bzw. dauer Elektronische, redundante Steuerung und Regelung für Luftfahrt Brennstoffdruck bar ( psi) in der Common Rail

andere Kraftstoffen (JP8) Regelung von Einspritzvolumen bzw.

13 FADEC für Centurion Full Authority Digital Engine Control Redundant ohne mechanisches Backup System Entwickelt und zertifiziert nach DO160 und DO178 Anforderungen an Blitzschutz und EMV (150 V/m) werden erfüllt Anwendung spezifisch Programmierbar Für verschiedene Common Rail Motoren geeignet (3 bis 8 Zylinder Anwendungen)

Anforderungen an Blitzschutz und EMV (150 V/m) werden erfüllt Anwendung

14 FADEC - Möglichkeiten Health levels: die ECUs prüfen wechselseitig ihren Zustand; Automatische Umschaltung auf die jeweils intaktere ECU Einhebel-Bedienung Motorbedienung über CAN-Bus möglich Datenerfassung über CAN-Bus Kommunikation mit anderen elektronischen Systemen Variable Datenerfassung von relevanten Parametern (z.b. Temperaturen von Wasser, Öl, Luft; Drehzahl, Ladedruck, Brennstoffdruck etc.) Automatische Run-Up-Prozeduren Event-Log alle motorenrelevanten Daten werden erfasst und gespeichert, daher Erleichterung der Wartung und Instandhaltung

Variable Datenerfassung von relevanten Parametern (z.b. Temperaturen von Wasser, Öl, Luft; Drehzahl, Ladedruck, Brennstoffdruck etc.

15 FADEC - Software Revs RPM Basic Fuel Injection, w/o Pre-Inj Fuel Injection Load Load RPM Load Enable AMCLoad See subsection: Adjustment of BFI AMC Input (Load) AMCLoad Adjustment of BFI AdjofBFI Baro Baro Min Vol at Height BFI_Min_baro AMCBFI AMC Input (Fuel) Baro IdleCor Idle Regulator CMinInVol AMC Input (AUX) RPM Smoke/ Temp. limitation AMCSmL AdBFIVol See subsection: Idle regulator MAP MAP RPM MAP See subsection: Volume - Time transformation Limitation Soll Menge TInjPre CSmLim PRail CTInLim LiAdBFI PRail Transformation from Volume to time RPM Heat Protection T Injector Limitation TInjLi OR TInjLi VBatt Time Limitation by Battery Voltage TInjLiVB RPM Vbatt TExhaust TExh Heat Protection by Exhaust Temperature TInjLiTE TExh TInjTot PRail Transformation to actual injection volume ActVol RPM Injection Start Time Module See subsection: Injection Start Time module AMC Input (Spark Adv) AMCStT See subsection: Actual Injection Volume calculation Inj_StartAn LiTInj CTiPrMaInj PreOn See subsection: Injector Module Injector Module TInjPr

limitation AMCSmL AdBFIVol See subsection: Idle regulator MAP MAP RPM MAP See subsection: Volume - Time transformation Limitation Soll Menge TInjPre CSmLim PRail CTInLim LiAdBFI PRail Transformation

16 Jet Fuel Kolbenmotor CENTURION 1.7

17 Technische Daten Luftfahrtzertifizierter Dieselmotor für Motorflugzeuge (Musterzulassung nach JAR-E und FAR-33 für Jet Fuel und Diesel) 1,7 l Reihenvierzylinder mit Common Rail Einspritzung, Turboaufladung, Flüssigkeitskühlung und Getriebe 99 kw (135 PS) Startleistung CAN-Kommunikation mit Zelle möglich Zugelassen bis ft Höhe Integrierte redundante elektronische Motor- und Propellersteuerung Einhebel-Bedienung oder CAN-gesteuert Verbrauch von l Jet Fuel in Cruise

Getriebe 99 kw (135 PS) Startleistung CAN-Kommunikation mit Zelle möglich Zugelassen bis 18.

18 CENTURION 4.0 Der neue Jet Fuel Kolbenmotor V8-Turbomotor mit 4.0 l Hubraum und 310 PS Startleistung Reiseleistung von 250 PS bis ft konstant Verbrauch: 29,5 lph (Vergleichsmotor: 51 lph verbleites Avgas) FADEC mit Schnittstelle zur Propellersteuerung und Einhebelbedienung Extra Lichtmaschine Separate Propellersteuereinheit CAN-Bus-Control möglich

000 ft konstant Verbrauch: 29,5 lph (Vergleichsmotor: 51 lph verbleites Avgas) FADEC mit

19 CENTURION 4.0 Technische Daten Bauweise: Hubraum: Take off und max. Power in ft: Empfohlene Reiseleistung: Drehmoment am Propeller: Propellerdrehzahl beim Start: Verbrauch (best economy point): Specific Fuel Consumption (BEP): Maße (b x t x h): 8-Zylinder, V-Anordnung (75 ) DOHC, 4 Ventile pro Zylinder Direkteinspritzung, Common Rail System Zwei Turbolader, flüssigkeitsgekühlt cm³ 228 kw (310 PS) 186 kw (250 PS) 946 Nm rpm 29,5 lph 208 g/kwh 693 x x 667 cm

Specific Fuel Consumption (BEP): Maße (b x t x h): 8-Zylinder, V-Anordnung (75 ) DOHC, 4 Ventile pro Zylinder

20 Produktion Flugmotoren CNC-Bearbeitungszentren CNC-Kurbelwellenschleifmaschine Qualitätssicherung Motormontage

21 Zusammenfassung Moderne Technologie Verfügbarkeit des Treibstoffs Geringerer Verbrauch, günstigere Treibstoffpreise Elektronische Motor- und Propellersteuerung und kontrolle mit Einhebel-Bedienung CAN-Bus-Control und Logger Automatische Run-Up-Checks Sicherheit durch Event-Log Starke Startleistung, besseres Steigen Wirtschaftlichkeit Universell Anwendbar Sicherheit Leistung Höhere Reichweite

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