Redbull hangár

Redbull hangár

2011. december 19., hétfő

Alkalmazott tudományok háza – Látogatásom a grazi Joanneum egyetem repülőmérnöki tanszékén

IV. rész: A tanárok legfiatalabb generációja

Szöveg és fotók: Gabriella

Simon Jauk és Andreas Tramposch talán a legfiatalabb generációt képviselik az egyetem repülőmérnöki tanszékén. 2008-ban itt szerezték dipomájukat és azóta kutatási asszisztensként dolgoznak korábbi iskolájukban. Meséltek legutóbbi projektjeikről  és elmondták véleményüket a repülés jövőjéről. (Bár úgy terveztem, hogy ebben a részben közlöm le az itt tanuló barátommal, Joachimmal készített interjút is, de tekintettel ennek hosszára, inkább külön részként publikálom majd.)


Simon Jauk és Andreas Tramposch a jegesedést szimuláló berendezésnél

Gabriella: Úgy hallottam, hogy számos kutatási projekt folyik a tanszéken. Tudnának ezekről mesélni?
Andreas Tramposch: Mint az egyetemi Folyadékdinamika és Hőátvitel munkacsoport tagja, olyan projektről tudok beszélni, amelyek ezen a területen folynak. A Tárgyilagosság munkanevet viselő, az Airbus-szal  közös projektünk során azt vizsgáltuk, hogy milyen módokon lehet meghatározni a külnböző légáramlatok vegyülésének viselkedését egy vegyítő elosztócsőben, ami része az utasszállító gépek légkondicionáló rendszerének. E vizsgálat keretein belül terveztünk egy skálával ellátott elosztócső makettet és működtettünk egy próbapadot is a részletes mérések végzéséhez. Ezen kívül, numerikus folyadékdinamikai szimulációkat is végeztünk, hogy megfelelő turbulencia modellt találjunk az áramlási struktúra jó megoldásához, a kalkulációs időt a lehető legnagyobb mértékben csökkentve.

G: Mikor kezdődött ez a projekt?
AT: 2009-ben és körülbelül fél éve fejeződött be.

G: Az AIRBUS fizette a költségeit?
AT: Nem, az FFG, az osztrák kormány nemzeti kutatásainak promótálója finanszírozta . Az AIRBUS látott el minket azokkal az adatokkal és információkkal, amire szükségünk volt a kutatáshoz.
G: Ha mindent Ausztria finanszírozott, mi volt a kutatás igazi célja? Milyen területeken tudják majd használni az eredményeit?
AT: Az ilyen  típusú nemzeti kutatásoknak az a célja, hogy a cégek vagy az olyan egyetemi intézmények mint a Joanneum, egy speciális területen szerezhessenek ismereteket Ausztriában. Ha csak a Joanneumot vesszük, ezek a projektek lehetőséget adnak arra, hogy működtessük és folyamatosan fejlesszük tesztberendezéseinket, például a zárt rendszerű, jegesedés szimulálására is alkalmas szélcsatornánkat, amit különböző projektekhez használunk. A támogatás segítségével ahhoz is van forrásunk, hogy egyetemi dolgozókat alkalmazzunk és hogy biztosítsuk a működés folytonosságát és a nagy teljesítményű komputeres laboratóriumunk bővítését, amely jelenleg 16 quad-core munkaállomásból áll.

G: Össze tudná foglalni ennek a projektnek az eredményeit?
AT: Természetesen. A vizsgálatok az mutatták, hogy a vegyítő egység vegyítési minőségét sikeresen mg lehet állapítani egy speciálisan erre tervezett carbo-dioxid nyomjelző gázzal. Ennek a módszernek az alacsony költségek mellett a másik előnye a nagyfokú rugalmasság és hogy nincs szükség optikai hozzáférésre a vegyítő egységhez, amely amúgy szükséges lenne más egyéb mérési metódus alkalmazásánál.
A változtatások, mint például a több turbulencia rács az elővegyítőben, hatással lehetnek a levegő áramlására és valószínűleg jobb vegyülést ereményeznek. A vegyítés minőségét befolyásoló efféle módosítások az említett nyomjelző gáz mérésekkkel gyorsabban is megvizsgálhatók.
Ezen vizsgálat során összehasonlítottuk a mérési adatokat a szimulációs eredményekkel, amely azt mutatta, hogy a speciális skála-adaptív szimulációs turbulencia modell alkalmazása kedvező hatással van a kísérleti eredményekre.

G: Tud arról, hogy az Airbus vagy más cég használja-e már ezt a megoldást?
AT: Az elért kutatási eredményeket felhasználhatja az Airbus a vegyítő egység előzetes tervezési szakaszában. A javasolt turbulencia model valamint a nyomjelző gáz használatával, a légkondicionáló rendszer hatékonysága növelhető.

G: Ön szerint az utasok észlelik majd ezt?
AT: Észlelhetik, hiszen jobb lesz a komfotérzetük az utastérben.

A jegesedés okozta problémák – és a modern megoldások

G: Tudna mesélni a jelenlegi projektekről is?
AT: Néhány folyamatban lévő projektünk a repülő alkatrészeinek jegesedésével foglalkozik Az emelkedési és landolási fázisban a gépek felhőkön mehetnek keresztül, amelyek hideg vízcseppeket tartalmazhatnak. A kondenzációs atommag hiánya miatt, ezek a vízcseppek még fagypont alatt is tartalmaznak folyadékot és azonnal megfagynak, amint találkoznak a repülőgéppel. Ez egy nagyon gyors jégvastagodási folyamathoz vezet és ezért egy nagyon veszélyes scenáriót jelent a repülésben.
Manapság számos jegesedést gátló és jégtelenítő rendszert alkalmaznak, hogy megelőzzék ezt a jelenséget és annak következményeit. Kutatási parnereinkkel együtt, számos innovatív jegesedést gátló és jégtelenítő rendszert vizsgálunk. Az Ausztriai Kutatási Központtal teszteltünk számos hidrofób tulajdonsággal rendelkező bevonatot, amelyeknek meg gátolniuk a vízcsppek szaporodását. Kutatási partnerünkkel, a Profactorral teszteltünk egy jégtelenítő rendszert, fordított piezo-effektust használva, amely az anyag deformációjához vezetett egy bizonyos nagyságú feszültség alkalmazása után. Ha magas, gyakran változó feszültséget használunk, az olyan teszt tárgyak, mint a szárnyszelvény, magas frekvencián vibrálni kezdenek és a már meglévő jégréteg is eltűnik. A többi folyamatban lévő vizsgálat a Villinger GMBH által kifejlesztett hővezető bevonattal kapcsolatos, amely felmelegszik egy bizonyos mértékű feszültség belevezetésével.

G: Ön szerint az előbb említett megoldások meggátolják a pitot cső (külső érzéklő, amely légköri adatokat továbbit a gép fedélzeti komputerébe) jegesedését is, ami szintén okozhat szerencsétlenséget?
AT: A hővezető bevonat különösen ígéretes megoldásnak tűnik rugalmas alkalmazása miatt és a pitot cső jegesedések megelőzésére is használható. De a jelenleg használatban lévő jegesedést gátló rendszerekkel is elkerülhetőek a balesetek. Ezek legtöbbje egyébként emberi mulasztás miatt következik be.

G: Van ennek a projektenek egy előre meghatározott időtartama?
AT: Két év, most vagyunk a másodikban.


Simon Jauk a repülőgép szimulátor működését magyarázza

Hatékony légiszállítás, alternatív üzemanyagok

G: Egyéb más folyamatban lévő projekt?
Simon Jauk: van, például at sCAT (Small Cargo Air Trasporter = kisméretű légiszállítási eszköz) névre hallgató, amelyet márciusban zártunk le.  Ez egy koncepció tanulmány volt, melynek egy piackutatási tanulmányt is része volt, amelyben a versenytársakat elemeztük és egy előzetes tervezést is magában foglalt. Projektpartnerként dolgoztunk ezen, néhány részfeladatot elvégezve. A fő megbízásunk az volt, hogy készítsünk el az előzetes terveit egy olyan repülőgépnek, amely képes betölteni azt a meghatározott funkciót, amely a piackutatás eredménye alapján szükséges.

G: Ez valamilyen szinten logisztikai probléma is volt?
SJ: Igen, természetesen. Manapság sokszor használnak nagy szállítógépeket kisméretű és könnyű, expressz  rakomány szállítására is. Mindenki el tudja képzelni, hogy az mennyire nem hatékony és gazdaságos, amikor egy körülbelül 100 tonna maximális teherbírású gép csak néhány tonnányi rakományt visz. De a megrendelő fizet érte, mert nagyon sürgős és nincs szabad kisméretű szállítógép. Szóval nagy jelentősége van annak, hogy egy megfelelő szállítógép töltse be ezt a piaci rést.

G: És mi volt a projekt ereménye?
SJ: A mi részünk technikai jellegű volt, így megkaptuk a specifikációt (feladat profilt) és elvégeztük az előzetes ervezést. Ez az általános tervet és méretezést jelentette: magas vagy alacsony szárnykonfiguráció legyen, a farokrész és a törzs konfigurációját, a szárnyméretezést és szárny geometriát, a szükséges tolóerő kalkulációját (egyben a megfelelő hajtómű kiválasztását) és az emelő rendszerek megtervezését. Mivel a kisebb repterek ellátása is igényként merült fel, a szállítógépnek rendelkeznie kellett a rövid felszállási és landolási képességgel. Szóval a fő cél az volt, hogy olyan gépet tervezzünk, ami a légiszállítási piacot hatékonyabbá és rugalmasabbá teszi.

G: Hogyan látják a repülés jövőjét technikai szempontból? Melyek lehetnek a fejlesztések főbb irányai?
SJ: Úgy gondolom, a jövőben alternatív üzemanyagokat használunk majd (például bioüzemanyagokat) és alternatív meghajtási módokat. Napjainkban is folynak kutatások a DLR-nél (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt = Német Repülőgépipari Központ) üzemanyag cellák elektromos meghajtású repülőgépekben való alkalmazásával kapcsolatban, amely az APU-t (auxiliary power unit = segédhajtómű) váltaná ki. Az elektromos orrfutókat már tesztelték is. Ezzel úgy tud az idítózónába gurulni a repülőgép, hogy nem kell beindítania a hajtóműveit. Ez csökkenti a károsanyag kibocsátást és a zajszintet is, hiszen a hajtómű indítást így később is elvégezheti a pilóta.

G: Tényleg hisznek abban, hogy a bioüzemanyagokat fogják használni világszerte, mondjuk 30 év múlva?
SJ: Igen, úgy gondolom, hogy a következő években egyre inkább elterjed majd ez a megoldás a repülésben. De az irántuk való igény kielégítése érdekében fokozni kell a termelést. Ehhez mezőgazdasági területekre van szükség. Úgy vélem, sok tanumányra van még szükség, hogy biztosítsuk, a bioüzemanyagok előállítása fenntartható módon történjen és hogy nem fog versenyezni az élelmiszertermeléssel.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése