Entwicklung und Validierung einer digitalen Kraftstoffregelung für einen Allison M250 Bodendemonstrator

Kurzfassung

Die globale Forderung nach Reduzierung schädlicher Emissionen treibt die Luftfahrtindustrie hin zu saubereren und effizienteren Antriebssystemen. Neben nachhaltigen Flugkraftstoffen gewinnen innovative Anpassungen des Triebwerkszyklus an Bedeutung, um Emissionen weiter zu reduzieren und die Effizienz zu steigern. Die Implementierung innovativer Triebwerkszyklen, wie z. B. des wassergestutzten Turbofans (WET), verändert die Betriebsbedingungen, was potenziell zu Instabilitäten in der Kraftstoffsteuereinheit (FCU) des bestehenden Kraftstoffregelsystems (FCS) führt. Die FCU regelt den Kraftstofffluss und gewährleistet einen sicheren Triebwerksbetrieb, indem sie Bedingungen wie Rotorüberdrehzahl und Turbinenübertemperatur verhindert. Um dieses Problem zu lösen, wird eine digitale FCU entwickelt, die den bestehenden pneumatischmechanischen Regler eines modifizierten Allison M250-C20B ersetzt. Bei der Entwicklung der digitalen Steuereinheit werden die Funktionsweise der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) sowie die Treibstoffkontrolleinheit gekoppelt und anhand Hardware-in-the-loop Simulationen untersucht. Durch die Integration der originalen Brennsoffdüse der Allison M250-C20B in den HiL Versuchsaufbau, kann die gesamte Regelstrecke der neuen Regeleinheit untersucht werden.