La Empresa Común Clean Sky (CSJU) es una asociación público-privada entre la Comisión Europea y la industria aeronáutica europea que coordina y financia actividades de investigación para ofrecer aeronaves significativamente más silenciosas y respetuosas con el medio ambiente. [1] [2] La CSJU gestiona el programa Clean Sky (CS) y el programa Clean Sky 2 (CS2), lo que lo convierte en el organismo de investigación aeronáutica más importante de Europa.
CSJU | |
Resumen de la empresa común | |
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Formado | 2008 |
Sede | Avenue de la Toison d'Or 56-60, 4th Floor 1060 Bruselas Bélgica 50.835070 ° N 4.354600 ° E 50 ° 50′06 ″ N 4 ° 21′17 ″ E / Coordenadas : 50 ° 50′06 ″ N 4 ° 21′17 ″ E / 50.835070 ° N 4.354600 ° E |
Lema | La innovación despega |
Presupuesto anual | 1.600 millones de euros (Clean Sky), 4.000 millones de euros (Clean Sky 2) |
Ejecutivo de empresa común |
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Documento clave | |
Sitio web | cleanky |
Wikimedia | © OpenStreetMap |
Descripción general
La aeronáutica se caracteriza por su capacidad para innovar y cambiar la vida de millones de personas. Además, por la complejidad de su hardware y sistemas, lo que significa que los ciclos de investigación y desarrollo en la industria (el tiempo que tarda una idea en llegar desde la mesa de dibujo al mercado) son muy largos, típicamente entre 20 y 30 años. El riesgo asociado con la inversión a gran escala necesaria para impulsar el progreso tecnológico es muy alto. Paralelamente, el impacto ambiental de la industria representa actualmente el 3% de las emisiones globales de carbono provocadas por el hombre y se prevé que aumente sustancialmente en los próximos años, a medida que las sociedades modernas exigen una mejor conexión entre las personas, los países y las regiones. Al coordinar las actividades de investigación de la industria, la CSJU desarrolla nuevas tecnologías que de otro modo estarían más allá del riesgo manejable del sector privado: proporciona la financiación necesaria para desarrollar e introducir innovaciones dentro de plazos que de otro modo serían inalcanzables.
Como tal, la CSJU está destinada a ser el organismo que contribuirá principalmente a la consecución de los objetivos medioambientales de 2020 del Consejo Asesor para la Investigación Aeronáutica en Europa (ACARE) para la industria. Estos objetivos son:
- Una reducción del 50% en las emisiones de dióxido de carbono (CO2).
- Una reducción del 80% en las emisiones de óxidos mono-nitrogenados ( NOx ).
- Una reducción de ruido para aviones en vuelo del 50%.
- Mitigar el impacto ambiental del ciclo de vida de las aeronaves y productos relacionados. (1)
Organización
La Junta de Gobierno de la CSJU, formada por representantes de la industria y de la Comisión, identifica áreas estratégicas donde la investigación y la innovación son fundamentales. A continuación, se lanzan «convocatorias de propuestas» en función de las necesidades cambiantes de la industria. Las pequeñas o medianas empresas (PYMES), líderes industriales, universidades y organizaciones profesionales de investigación responden a las convocatorias con planes detallados de actividades de investigación y un resumen de la financiación que necesitarán para desarrollar sus nuevas tecnologías. Para garantizar una asignación eficiente de los recursos, las solicitudes son evaluadas por un panel de expertos externos independientes que asesoran a la CSJU sobre las propuestas con mayor potencial. Las propuestas ganadoras luego reciben financiamiento y otro apoyo de la CSJU. El programa Clean Sky inicial, que se extiende desde 2008 hasta 2016, tiene un presupuesto de 1.600 millones de euros. La mitad de esto fue proporcionado por el Programa Marco de Investigación e Innovación del Paquete 7 de la Comisión Europea y la otra mitad fue proporcionada por contribuciones financieras y en especie de los líderes de la industria.
Áreas de investigación
Las áreas estratégicas donde la investigación y la innovación son esenciales se denominan Demostradores de Tecnología Integrada (ITD). Hay seis de ellos, cada uno codirigido por dos líderes de la industria que están comprometidos durante toda la duración del programa:
Aviones regionales verdes
Green Regional Aircraft (GRA): codirigido por Airbus y Alenia . Este ITD se centra en aviones pequeños y de bajo peso.
Aviones inteligentes de ala fija
Aviones inteligentes de ala fija (SFWA): codirigidos por Airbus y SAAB . Este ITD se enfoca en tecnologías y configuraciones de alas que cubren aviones grandes y jets ejecutivos.
Rotorcraft verde
Green Rotorcraft (GRC): codirigido por AgustaWestland y Airbus Helicopters . Este ITD se enfoca en palas de rotor innovadoras, integración de tecnología de motores diesel y sistemas eléctricos avanzados para la eliminación de fluidos hidráulicos nocivos.
Motores sostenibles y ecológicos
Motores sostenibles y ecológicos (SAGE): codirigido por Rolls-Royce y Safran . Este ITD se centra en configuraciones novedosas como rotores abiertos e intercoolers.
Sistemas para operaciones ecológicas
Systems for Green Operations (SGO): codirigido por Liebherr y Thales . Este ITD se centra en equipos eléctricos de aeronaves, arquitecturas de sistemas, gestión térmica y capacidades para trayectorias más ecológicas.
Diseño ecológico
Diseño ecológico (ED): codirigido por Dassault Aviation y Fraunhofer Gesellschaft . Este ITD se enfoca en mitigar el impacto ambiental del diseño, producción, retiro y reciclaje de aeronaves optimizando el uso de materiales y energía.
Complementando los seis ITD se encuentra el Evaluador de Tecnología (TE). Una vez que las nuevas tecnologías han sido desarrolladas e integradas en un modelo de prueba o aeronave, el TE evalúa las mejoras ambientales realizando actividades de demostración y vuelos de prueba y comparando los resultados con aeronaves que no han sido equipadas con las nuevas tecnologías. La diferencia en el ahorro de combustible, el ruido emitido, etc. es el grado de éxito de la tecnología.
Logros
En 2008 se lanzó una demostración de Open Rotor dirigida por Safran dentro del programa con una financiación de 65 millones de euros durante ocho años: se montó un demostrador en 2015 y se probó en tierra en mayo de 2017 en su banco de pruebas al aire libre en Istres , con el objetivo de reducir el combustible. consumo y emisiones de CO 2 asociadas en un 30% en comparación con los turbofan CFM56 actuales . [3]
El Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator in Europe (BLADE) es un proyecto de Airbus dentro del marco para probar en vuelo secciones de ala de flujo laminar experimentales en un A340 a partir de septiembre de 2017. [4]
Otros ejemplos de hardware que se han desarrollado con el apoyo de Clean Sky incluyen:
- Cuchilla de rotor abierto: Cuchilla destinada a motores que accionan los jets de pasillo único que entrarán en servicio en 2025-2030.
- Demostrador de nariz inclinada : este demostrador es el borde de ataque 1.1 de un A / C regional para un mejor rendimiento de levantamiento alto. El demostrador de punta inclinada está pensado como una plataforma tecnológica que permite capacidades de transformación completas, sistema integrado de protección contra el hielo basado en CNT ( nanotubos de carbono ), OF ( fibras ópticas ) para la medición de deformaciones, sensores de temperatura, actuadores de parche internos basados en SMA ( aleación con memoria de forma ) , SJ ( chorros sintéticos ) para control de flujo activo.
- Modelo de motor de alta compresión: una nueva tecnología para proporcionar una alternativa sostenible al motor de turbina clásico, reduciendo tanto el consumo de combustible como las emisiones.
- Costilla de introducción de carga compuesta de aleta inteligente: Costilla de introducción de carga compuesta a escala completa de una aleta inteligente para aplicaciones de aviones comerciales DAV desarrollada con tecnología de fabricación de moldeo por transferencia de resina. Esta nervadura de introducción de carga, que involucra las partes estructurales principales de una aleta, demuestra el potencial de las aletas compuestas de bajo costo, bajo peso y baja complejidad.
- Actuador HEMAS: Actuador de rotor principal electromecánico tolerante a fallos que incluye un embrague de seguridad. El sistema HEMAS permite arquitecturas de helicópteros más eléctricos y sin sistemas hidráulicos.
- Inyector de combustible: uno de los primeros inyectores de combustible de la tecnología Rolls-Royce para el programa de combustión pobre Clean Sky SAGE 6. [5]
- H1 Parte 6: rueda de ventilador de titanio : Nueva generación de rueda de ventilador ligera y respetuosa con el medio ambiente de una unidad de refrigeración por aire fabricada mediante tecnología SLM de fabricación aditiva que proporciona una ruta alternativa a las metodologías convencionales (mecanizado de barras).
- Prototipo de dos bahías de flap morphing: estructura inteligente que permite el morphing de un segmento de flap de ala.
- PRIMARIO Sistema de detección de formación de hielo en vuelo: detecta de forma segura la presencia de condiciones atmosféricas que podrían conducir a la acumulación de hielo en las superficies aerodinámicas de una aeronave.
- Módulo de energía electrónico: un convertidor de energía inteligente modular con administración de energía flexible para aviones eléctricos.
- Controlador de energía de estado sólido mejorado con capacidad de corte de voltaje de alta frecuencia para la implementación de la estrategia de administración de energía eléctrica: El peso total del generador se puede reducir hasta en un 10% debido a la eliminación de la sobrecarga de capacidad de 5 minutos.
- GKN Scoop Intake con protección contra hielo electrotérmica integrada y atenuación acústica: toma de aire ECS con protección contra hielo electrotérmica integrada y tecnología de atenuación acústica. Probado en el túnel de viento GKN Icing en 2011.
- Relleno anular: El relleno anular compuesto se encuentra entre las aspas del ventilador y dirige la corriente de aire para garantizar una eficiencia óptima de las aspas del ventilador.
- Cojín de asiento de PU verde (reposacabezas): reposacabezas de un sistema de cojín de asiento de tres partes. 22% en peso de espuma de poliuretano flexible de base biológica sin retardante de llama .
- Demostrador de borde de ataque morphing sin fisuras: diseño de un sistema de actuación que podría deformar un borde de ataque morphing sin problemas.
- Componente compuesto de góndola elaborado con un proceso de infusión de resina líquida y curado en una herramienta de calentamiento: Pieza compuesta de góndola hecha de resina epoxi y fibra de carbono mediante el uso de infusión de resina líquida en una herramienta de calentamiento.
- Parte de referencia del demostrador K1: parte de la sección del bastidor de radio. Está fabricado en ALUMINIO 2024 -T42.
- IAI Parte 1 del demostrador K1: Parte de la sección de pila de radio. Está hecho de magnesio Elektron 43, lo que conduce a una reducción de peso del 20-30%.
Cielo limpio 2
Tras el éxito del programa Clean Sky inicial, su sucesor, Clean Sky 2, [6] se puso en marcha en 2014 (2) como parte del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Comisión . Clean Sky 2 pretende ser el principal contribuyente a los objetivos Flightpath 2050 de la Comisión establecidos por ACARE, que son más ambiciosos que los del programa Clean Sky inicial.
Estos objetivos son:
- Una reducción del 75% en las emisiones de dióxido de carbono (CO2).
- Una reducción del 90% en óxidos de mono-nitrógeno (NOX).
- Una reducción del ruido de los aviones en vuelo del 65%.
- Mitigar el impacto ambiental del ciclo de vida de las aeronaves y productos relacionados diseñando y fabricando aeronaves para que sean reciclables. (3)
Clean Sky 2 también contribuirá a mantener el liderazgo mundial en aeronáutica europea. Como tal, Clean Sky 2 requerirá una membresía más grande, un presupuesto más grande y una actividad de investigación en una gama más amplia de áreas.
Protección contra el hielo
Dentro del programa, se probará un sistema pasivo de protección contra el hielo en una maqueta de entrada de motor y góndola en un túnel de viento de hielo en de: Rail Tec Arsenal en Austria a principios de 2020, utilizando fuerzas capilares generadas por vaporización en una "mecha" porosa metálica en un evaporador para proporcionar transferencia de calor sin partes móviles a un condensador , como en aplicaciones espaciales, lo que reduce los requisitos de peso y energía. [7]
Helicópteros de alta velocidad
Dentro de Clean Sky 2, la UE financia dos helicópteros de alta velocidad : el helicóptero compuesto Airbus RACER y el Tiltrotor civil Leonardo Next-Generation (NGCTR). [8]
Híbrido-eléctrico
En 2016, la ONERA francesa , la alemana DLR y la holandesa TU Delft / NLR fueron contratadas para evaluar 35 configuraciones radicales para reemplazar los diseños de aviones convencionales a partir de 2035, cumpliendo con los requisitos del Airbus A320 : 150 pasajeros, un crucero Mach 0,78 y 1.200 millas náuticas (2.200 km) de alcance. . TU Delft y NLR presentaron su estudio de propulsión híbrida-eléctrica distribuida (DHEP) bajo el proyecto Novair en la conferencia AIAA SciTech de enero de 2019 , habiendo seleccionado tres configuraciones más probables: [9]
- HS1, un turboventilador híbrido paralelo para despegue y ascenso;
- HS2, un concepto híbrido en serie con hélices distribuidas a lo largo del borde de ataque del ala impulsadas por turbogeneradores ;
- HS3, un híbrido en serie con turbogeneradores que alimentan ventiladores con conductos distribuidos sobre los alerones y la cola reemplazada por dos puntales con conductos.
Suponiendo paquetes de baterías de 500 Wh / kg , alcanzables pero más allá de las aplicaciones automotrices o industriales, la masa de propulsión se disparó a 600% para HS2 y 730% para HS3, impulsando a todas las demás masas y terminando consumiendo un 34% más de energía para HS3 y 51% para HS2 , mientras que HS1 mostró un 10% mejor consumo de energía. [9]
Cielo limpio 3
Para reducir el 80% de las emisiones de CO2 del transporte aéreo para 2050, Clean Sky 3 necesitaría una planificación inversa: debido a la esperanza de vida de las aeronaves, las tecnologías necesarias tendrían que entrar en servicio en 2030-35 y deberían demostrarse en 2025-27. El presupuesto de la UE 2021-27 debería votarse a finales de 2019 y la asignación detallada en 2020, y el programa de investigación e innovación Horizonte Europa tal vez incluya Clean Sky 3 a partir del 1 de enero de 2021 en el mejor de los casos. [10]
Áreas de investigación
- Tres plataformas de demostración de aeronaves innovadoras (IADP), para aeronaves de pasajeros grandes, aeronaves regionales y aeronaves de rotor rápido, que desarrollan y prueban demostradores de vuelo a nivel de aeronave / vehículo completo;
- Tres demostradores de tecnología integrada (ITD), que examinan la estructura del avión, los motores y los sistemas, utilizando demostradores a nivel de sistema integrado principal;
- Dos Actividades Transversales (Transporte Aéreo Pequeño, Eco-Diseño), integrando el conocimiento de diferentes ITDs e IADPs para aplicaciones específicas y permitiendo la explotación de sinergias entre diferentes plataformas a través de proyectos y resultados compartidos;
- El Evaluador de Tecnología (TE), monitoreando y evaluando el impacto ambiental y social de las tecnologías desarrolladas en los IADPs e ITDs.
Referencias
- ^ "Europa impulsa a una aviación más ecológica" . 5 de febrero de 2008 - vía news.bbc.co.uk.
- ^ Gilbert, Natasha (5 de febrero de 2008). "La nueva iniciativa da un impulso a la investigación sobre aviones ecológicos" , a través de www.theguardian.com.
- ^ "Safran celebra el exitoso comienzo de las pruebas de demostración de rotor abierto en un nuevo banco de pruebas al aire libre en el sur de Francia" (Comunicado de prensa). Safran. 3 de octubre de 2017.
- ^ Michael Gubisch (4 de septiembre de 2017). "Airbus prepara A340 con alas laminares para vuelos de prueba" . Flightglobal .
- ^ "Demostrador de quemaduras magras" . www.rolls-royce.com . Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2015 . Consultado el 30 de agosto de 2015 .
- ^ "Clean Sky 2 autorizado para despegar con un presupuesto de 4.05B € - Ciencia-Negocios" . www.sciencebusiness.net .
- ^ Graham Warwick (12 de noviembre de 2018). "La semana de la tecnología, del 12 al 19 de noviembre de 2018" . Semana de la aviación y tecnología espacial .
- ^ Dominic Perry (21 de noviembre de 2018). "Italia combina capacidades para el futuro rotor basculante" . Vuelo global .
- ^ a b Graham Warwick (22 de enero de 2019). "La investigación sugiere que A320 es difícil para híbrido-eléctrico distribuido" . Semana de la aviación y tecnología espacial .
- ^ Thierry Dubois (23 de abril de 2019). "Los jugadores de la UE comienzan a idear el programa de investigación Clean Sky 3" . Semana de la aviación y tecnología espacial .
enlaces externos
- Empresa Común Clean Sky
- Consejo Asesor de ACARE para la Investigación Aeronáutica en Europa
- Programa marco de investigación e innovación del paquete 7
- Programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Comisión Europea