Bombardier sieht Blended-Wing-Zukunft für Business Jets
Ein Modell des Business-Jet-Konzepts Ecojet Blended Wing von Bombardier
Das Eco-Jet-Konzept von Bombardier für ein zukünftiges Design von Geschäftsflugzeugen basiert auf einer Flugzeugzelle mit gemischten Flügeln.
Bombardier gibt einen Einblick in das, was seiner Meinung nach die Zukunft von Geschäftsflugzeugen sein könnte: ein Blended-Wing-Karosseriedesign, das einen wesentlichen Bestandteil seiner neuen Nachhaltigkeitsinitiative Eco Jet darstellt. Gestern stellte der kanadische Flugzeugbauer auf der EBACE 2022 ein kleines Modell vor, das er für umfangreiche Flug- und Windkanaltests verwendet hat, um die Technologie zu verfeinern, die er als integralen Bestandteil seiner langfristigen Produktstrategie betrachtet.
Kurzfristig nutzt das Unternehmen (Stand Z117, Static AD_15) dieses Modell auch als Testumgebung für Verbesserungen, die schrittweise an bestehenden Flugzeugen eingeführt werden könnten.
Während Details der Entwicklung noch in Arbeit oder unter Verschluss sind, sagte Benoit Breault, Direktor für Forschung und Technologie bei Bombardier, gegenüber AIN , dass das Blended-Wing-Konzept „ein Schlüsselelement unseres strategischen Denkens“ sei. Das Engineering Brain-Trust des Unternehmens sieht die vom neuen Flügel versprochenen aerodynamischen Verbesserungen als eine von drei Säulen zur Unterstützung seiner Ambitionen, die CO2-Emissionen der Geschäftsluftfahrt zu reduzieren. Die Umstellung auf nachhaltigen Flugtreibstoff und die Einführung neuer Antriebssysteme wie Wasserstoff, hybridelektrische und vollelektrische Antriebsquellen runden die beiden anderen Säulen ab.
Bombardier bleibt vorerst agnostisch, welche Richtung es für das Antriebssystem eines Geschäftsflugzeugs der nächsten Generation einschlagen könnte. Breault wies darauf hin, dass das Unternehmen bereits Gespräche mit mehreren führenden Triebwerksherstellern darüber führt, wie die Blended-Wing-Architektur Antriebssysteme der nächsten Generation aufnehmen könnte.
„Unser Ansatz bestand darin, darüber nachzudenken, wie unser Produktportfolio in 30 Jahren aussehen sollte und könnte, und dann einen Rückzieher zu machen, um zu bestimmen, welche Technologien wir benötigen, um dies zu erreichen, mit einem Freibrief in Bezug auf die zu berücksichtigenden Optionen“, sagte Breault erklärt.
Sein Büro für strategische Technologien treibt ein vielfältiges Portfolio von Forschungsprogrammen voran, die die Aufgabe haben, sicherzustellen, dass der kanadische Flugzeughersteller die für den Fortschritt erforderliche technologische Bereitschaft erreichen kann. Im Einklang damit untersuchte ein konzeptionelles Designteam, wie das Flugzeug der Zukunft aussehen könnte.
„Ein Teil der Arbeit befindet sich in der Konzeptphase, aber in anderen Fällen befindet sie sich in einem Entwicklungszeitplan, der dazu führen könnte, dass die Technologie ihren Weg in andere [bestehende] Flugzeugprogramme findet“, sagte Breault. „Wir müssen kurz-, mittel- und langfristig Technologie liefern und versuchen, aus Investitionssicht ein Gleichgewicht zu finden, damit wir die kurz- und mittelfristigen Ziele erreichen.“
Das Bombardier-Team, das laut Breault über fundiertes Know-how in der Aerodynamik verfügt, begann seine Arbeit am Blended-Wing-Konzept vor mehr als einem Jahrzehnt, als einige Ingenieure damit begannen, zukünftige Bedürfnisse und Möglichkeiten zu prognostizieren. Mit Blick auf das bestehende Interesse der Militärluftfahrt an Blended Wings starteten sie auch Forschungsprogramme mit mehreren wichtigen Universitäten.
Zum jetzigen Zeitpunkt ist das Unternehmen der Ansicht, dass sich die Arbeit irgendwo zwischen den Technologiereifegraden (TRL) 3 und 4 befindet, wobei einige erste Windkanaltests erfolgreich abgeschlossen und die Arbeiten durch Patente geschützt sind. Ein maßstabsgetreues Modell, das nur 7 Prozent der Größe der Langstreckenflugzeuge der Global-Familie von Bombardier ausmacht, fliegt seit drei Jahren heimlich in Quebec.
Das Unternehmen baut jetzt ein Modell, das etwa doppelt so groß sein wird wie das Gerät, das diese Woche auf der EBACE ausgestellt wird, und geht davon aus, dass es in den nächsten sechs bis zwölf Monaten am selben abgelegenen Ort in Quebec fliegen wird. „Dies wird uns eine größere Präzision bei unserer Datenerfassung geben“, erklärte Breault und fügte hinzu, dass die Arbeit Bombardier seinem Ziel näher bringen sollte, TRL 6 zu erreichen. Eine TRL 6-Technologie hat einen voll funktionsfähigen Prototyp oder ein repräsentatives Modell, während das Endziel ist TRL 9, was anzeigt, dass eine Technologie "flugerprobt" ist.
In dieser nächsten Arbeitsphase plant Bombardier auch, mögliche Entwürfe für zukünftige Geschäftsflugzeuge weiter zu untersuchen. Es wird auch seine Bewertung neuer Antriebssysteme vorantreiben, die Hybrid-Elektro- und dezentrale Elektrotechnologie umfassen könnten.
Aufbauend auf frühen Arbeiten mit der Blended-Wing-Architektur wird das Unternehmen auch die Arbeit an neuen Wegen für aerodynamische Verbesserungen intensivieren. Breault sagte, dass dies neuartige Grenzschichtinjektionstechniken beinhalten wird, um den Luftwiderstand im Heckbereich zu reduzieren, indem die Luftgrenzschicht entlang der Flugzeugzelle verlangsamt wird. „Wenn wir diese Geschwindigkeit wieder auf eine Geschwindigkeit bringen können, die der Geschwindigkeit des Flugzeugs entspricht, werden wir den Luftwiderstand auf eine für Geschäftsflugzeuge völlig neuartige Weise reduzieren“, sagte er.
Die Begründung von Bombardier für einen vielschichtigen Ansatz zur Senkung der CO2-Emissionen der Geschäftsluftfahrt besteht darin, alles zu tun, um sicherzustellen, dass dieses spezielle Transportmittel seine Vorteile für die Endbenutzer behält, während es umweltfreundlicher wird.
„Wir glauben, dass Passagiere einige Kompromisse eingehen müssen, um nachhaltig zu fliegen“, sagte Breault gegenüber AIN . „Zum Beispiel könnte die Verwendung von Wasserstoffkraftstoff [für den direkten Antrieb in Motoren] enorme kryogene Tanks erfordern, aber die Passagiere werden wahrscheinlich keine Kompromisse bei der Größe und dem Komfort ihrer Kabinen eingehen wollen. Was uns zum Global 7500 geführt hat, waren [die Ziele des Fliegens] weiter, schneller, reibungsloser und vernetzter zu sein, aber wir glauben, dass wir sowohl Passagierkomfort als auch soziale und ökologische Verantwortung erreichen können.“
Ein Teil von Bombardiers Fokus für Arbeiten, die auf kurz- und mittelfristige Anwendungen abzielen, liegt auf der Elektrifizierung bestehender Flugzeugsubsysteme. Beispielsweise prüft es Möglichkeiten wie den Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen als Ersatz für die Stauluftturbinen, die im Falle eines Triebwerksausfalls Notstrom liefern.
Das Unternehmen strebt auch die Einführung einer Digital-Twin-Technologie an, die eine exakte Replikation von Systemen erstellt, indem aktualisierte Echtzeitdaten verwendet werden und Simulation, maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz zur Unterstützung der Entscheidungsfindung eingesetzt werden. Laut Breault wurde dieser Ansatz bereits für die Zustandsüberwachung des Global 7500 übernommen und soll nun auf andere Flugzeug- und Triebwerksdaten von Bombardier ausgeweitet werden.
„Es ist noch zu früh, um mit Sicherheit sagen zu können, dass Technologien wie der Blended Wing definitiv die Zukunft [von Geschäftsflugzeugen] sind, aber wir sind zuversichtlich, dass wir sie ausreifen lassen können“, schloss Breault, während er die damit verbundenen Risiken anerkennt.
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