Идея EADS и Венского технологического университета набирает обороты: вместе они протестировали модули сбора энергии, которые можно использовать в самолетах и которые в будущем предназначены для питания датчиков электричеством. Подобно нервной системе, сети датчиков в будущем будут регистрировать и передавать важные данные на корпус самолета. Подключение этих датчиков было бы слишком сложным и тяжелым. В рамках совместного исследовательского проекта EADS Innovation Works и Венский технологический университет разработали «модуль сбора энергии» размером всего несколько сантиметров, который может снабжать энергией сенсорные системы самолета.
Датчик передает свои данные по радио - так должен быть создан совершенно новый сенсорный блок в стене самолета. Энергия получается из разницы температур между ледяными высотами и более теплым приземным воздухом. Теперь эти модули сбора энергии были впервые испытаны в тестовых полетах в реальных условиях полета - и успешно.
Коэффициент стоимости Техническое обслуживание самолета
Техническое обслуживание самолета стоит дорого: оно составляет около 20% от общей стоимости и является одним из наиболее важных факторов стоимости полетов, наряду с заработной платой летного экипажа, расходами на топливо и амортизацией самолета. стареть. Вместо кропотливого осмотра всего самолета автономные датчики должны в будущем предоставлять необходимые данные. Эти данные передаются на обслуживающие компьютеры по радио и считываются на земле.
«Очевидно, что наличие такой системы дает большие преимущества. Однако основная проблема заключается в подаче энергии», - объясняет профессор Ульрих Шмид из Института сенсорных и исполнительных систем Венского технологического университета. «Обычные аккумуляторы не рассчитаны на большие перепады температур, которым постоянно подвергается самолет. Кроме того, никто не хочет регулярно менять все батареи датчиков по всему самолету. Прокладка кабелей, в свою очередь, значительно увеличила бы вес самолета». Поэтому вместе с EADS Innovation Works он разработал метод выработки электроэнергии для датчиков непосредственно на стенке самолета.
Энергия от разницы температур
Если две точки с разной температурой соединить с двумя разными электропроводящими материалами, может возникнуть электрическое напряжение - это явление известно как "эффект Зеебека". Внешняя стенка самолета подвергается резкому изменению температуры во время взлета и посадки, что создает разницу температур снаружи и внутри стенки.
«Мы можем оптимально использовать это с небольшим тепловым аккумулятором», - объясняет Александрос Элефсиниотис, аспирант профессора Шмида. «Резервуар с водой объемом около десяти кубических сантиметров нагревается, когда самолет находится на земле, и накапливает тепло, чтобы затем его можно было использовать для выработки электроэнергии высоко в воздухе. Во время полета вода охлаждается и замерзает. При посадке снаружи самолета становится теплее, чем в резервуаре с водой, тот же эффект можно использовать снова в противоположном направлении.
Специально разработанные электронные схемы обеспечивают преобразование флуктуирующих во времени тепловых токов в постоянный ток с достаточно высоким напряжением, которым датчик может питаться часами.
Успешные испытания в EADS
Проект начался с моделирования расчетов и экспериментов с климатической камерой, но в последние месяцы EADS Innovation Works впервые провела испытательные полеты на самолетах Airbus с модулями сбора энергии. Александрос Элефсиниотис проанализировал результаты: «Мы смогли получить около 23 Дж энергии за полет - этого достаточно для работы датчика».
В зависимости от наружной температуры материалы или жидкости, отличные от воды, также могут быть более подходящими - в настоящее время изучаются подходящие стратегии для экстремальных случаев, например, для маршрутов полета в очень холодных регионах.
«EADS Innovation Works хочет продолжать использовать наилучшие доступные технологии для автономного зондирования в будущем, поэтому новый метод чрезвычайно интересен для нас», - объясняет профессор Беккер из EADS Innovation Works. «Мы уверены, что датчики с автономным питанием скоро будут летать на наших самолетах».