EO

Trillingstests stimuleren Nasa's project voor elektrische vliegtuigen

03 november 2021 om 14:24 uur

Om ervoor te zorgen dat Nasa's nieuwe X-57 'Maxwell' elektrische vliegtuig energiezuinig en veilig voor gebruik zou zijn, voerde de organisatie uitgebreide grondtrillingstests uit, waarbij de spanningen werden gesimuleerd die het zou ervaren tijdens een echte vlucht.


Nasa heeft zijn eerste volledig elektrische X-vliegtuig ontwikkeld, de X-57 Maxwell. Het vliegtuig, momenteel in de Mod II-configuratie, is een aangepaste versie van de Italiaanse Tecnam P2006T. In plaats van benzinemotoren heeft hij twee volledig elektrische motoren die worden aangedreven door tractiebatterijen.

 

Het project heeft een aantal doelen, waaronder een lager energieverbruik (de motoren van de X-57 verbruiken een vijfde van de energie van een vliegtuig met benzinemotor), minder uitstoot en minder geluid tijdens de vlucht.

 

Om ervoor te zorgen dat het nieuwe ontwerp voldoet aan de criteria voor energie-efficiëntie en luchtwaardigheid, onderging het experimentele vliegtuig meerdere trillingstests en werden gegevens van de versnellingsmeters rond de motor verzameld op een LAN-XI data-acquisitiesysteem en analyseplatform, geleverd door test- en meetexpert Hottinger Brüel & Kjær (HBK). Hierna gebruikten de ingenieurs de BK Connect-software van HBK om gegevens van 191 testruns te testen en te analyseren, met 14 verschillende testconfiguraties.

 

Een grondtrillingstest, of GVT, wordt uitgevoerd voordat de eerste testvlucht wordt gemaakt. Tijdens een GVT onderwerpen testingenieurs het vliegtuig aan een aantal verschillende trillingsprofielen terwijl ze de respons op honderden punten rond het casco meten. Door deze metingen te analyseren, kunnen ingenieurs de modale frequenties en modusvormen van het vliegtuig in een vluchtklare configuratie identificeren. Hierdoor kunnen ze het eindige-elementenmodel (FEM) van het vliegtuig valideren en bijwerken, dat ze vervolgens zullen gebruiken voor voorspellingen van flutteranalyse. Uiteindelijk vertelt de flutteranalyse of een constructie de nodige aero-elasticiteit en fluttermarges heeft die nodig zijn voor luchtwaardigheid.  

 

Bij het uitvoeren van een GVT is het belangrijk dat het testobject zo dicht mogelijk bij het uiteindelijke ontwerp ligt. Dit kan leiden tot interessante uitdagingen voor het testteam.

 

Zo waren tijdens de GVT de zware en hoogspannings elektromotorbatterijen niet echt. Bij normaal gebruik drijven zestien tractiebatterijmodules de dubbele elektromotoren aan en vertegenwoordigen ze bijna een derde van het totale gewicht van het vliegtuig. Om veilig te zijn, werden echter batterijmassasimulatoren gebruikt in plaats van bekrachtigde batterijen. Een uitdaging voor het testteam was het ontwerpen en bouwen van simulatoren die dezelfde grootte, massa en zwaartepunt hebben als de eigenlijke batterijen. Ze moesten ook op dezelfde manier op de romp worden gemonteerd als de eigenlijke batterijen.

 

Een andere uitdaging was dat twee Battery Control Modules (BCM's) niet op tijd klaar waren. Om dit probleem te omzeilen, hebben ingenieurs twee BCM-mockup-eenheden ontworpen en gebouwd. De BCM-mockup-eenheden waren lichter dan de daadwerkelijke eenheden, dus de ingenieurs voegden shotbags toe om het gewicht op het verwachte vlieggewicht te brengen. Gewicht is een cruciale factor, dus het testteam moest indien nodig ontbrekende gewichts- en ballastgebieden opsporen. 

 

Men voerde 191 testruns uit met 14 testconfiguraties. De resultaten toonden veel vliegtuigmodi die niet werden weergegeven in de pre-test Mod II FEM modale resultaten. Deze ontbrekende FEM-modi die tijdens de GVT zijn geïdentificeerd, zullen helpen bij het bijwerken van het model na de test en het correlatieproces. De test bracht bijvoorbeeld modi aan het licht die werden vertoond door gekoppelde vliegtuigbeweging, vleugeltorsie en stuurvlakken. Bovendien bevatte het pre-testmodel enkele componenten niet, zoals de neusboom. Met de GVT-testgegevens kan het X-57-projectteam deze componenten nauwkeurig toevoegen aan het post-testmodel. 

 

Gerelateerd nieuws

Twente verw

Twente verwarmt zijn huizen met gas van Grolsch

Het Enschedese bio-energiebedrijf HoSt gaat het biogas van de Grolsch afvalwaterzuivering omzetten in Groen Gas (jaarlijks 1 miljoen Nm3). Dit duurzame alternatief voor fossiel aardgas voorziet in de behoefte van zo'…

Nederlandse start-up Venturi ontwikkelt elektrisch vliegtuig voor 44 personen

Nederlandse start-up Venturi ontwikkelt elektrisch vliegtuig voor 44 personen

De Delftse start-up Venturi Aviation werkt aan een revolutionair elektrisch vliegtuig met 44 zitplaatsen en een vliegafstand van 550 km. Elektrisch vliegen is tot nu toe alleen mogelijk voor kleine vliegtuigen. Venturi…

Taiwanese  krijgt 'rots' van zonnepanelen

Taiwan krijgt 'rots' van zonnepanelen

Taiwan krijgt een gebouw dat geheel is bedekt met zonnepanelen. De iconische ‘Sun Rock’ moet jaarlijks 1 miljoen kWh stroom gaan leveren.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

27 januari 2022, Amsterdam en online

The Things Conference

Conferentie over Lorawan

7 februari 2022

Week van de Circulaire Economie

Circulaire ondernemers zetten hun deuren open voor publiek.

10 februari 2022, online

Ignite

Techleap.nl Summit 2022

Meer agendapunten »