A légi közlekedés megreformálására készülnek
A hazai fejlesztésű hajtásrendszerrel ellátott, tisztán elektromos meghajtású gép sikeres próbarepülését követően folytatódnak az elektromos közlekedéssel kapcsolatos fejlesztések a Siemens magyarországi kutatás-fejlesztési részlegénél.

 

A Siemens sikereinek alapját mindig is az innováció képezte. A 2015-ös pénzügyi évben a vállalatcsoport mintegy 4,5 milliárd eurót költött kutatás-fejlesztésre, ez durván 500 millióval haladta meg az előző évi ráfordításokat. Világszerte több mint 32 000 Siemens-munkatárs foglalkozik kutatás-fejlesztéssel, a munkában a vállalat belső csapata sok vezető egyetemmel, kutatóintézettel, vállalati partnerrel dolgozik együtt. Néhány éve a Siemens magyarországi leányvállalata is bekapcsolódott a nemzetközi kutatás-fejlesztési tevékenységbe.

– Bő három évvel ezelőtt a Műegyetemmel közösen belefogtunk az elektromos autókhoz kapcsolódó fejlesztésbe. Akkor gyakorlatilag ez volt az egyetlen fejlesztési tevékenység a Gizella úton, tehát ez tekinthető a budapesti k+k részleg gyökerének. Kezdetben ketten dolgoztunk a projekten, majd még egy kolléga csatlakozott. Nagy előrelépést jelentett, amikor dr. Balázs Gergely György – aki akkor főállású oktató volt a BME-n – átvette a kutatás-fejlesztés vezetését. Az egyetemi kapcsolatokat még szorosabbra fűztük, egyre nagyobb hangsúlyt fektettünk a gyakornoki programra, valamint a hallgatókkal való konzultációkra.

 

Dr. Balázs Gergely György kutatás-fejlesztési és Zeitler Balázs gazdasági vezető

 

További k+f témákat indítottunk az egyetemmel közösen, a gyakornokok a végzést követően kiváló utánpótlást biztosítottak számunkra. Elsősorban a villamosmérnöki és informatikai karral állunk kapcsolatban, de a gépészmérnöki karral is együtt dolgozunk több területen. Kis csapatunk mára kibővült, a belső magot 17 főállású munkatárs képezi, de számos külső szakértővel, hazai céggel is együttműködünk – fogalmaz Zeitler Balázs, a Siemens Zrt. kutatás-fejlesztési részlegének gazdasági vezetője.

Két fő irány

Az első, hajtásinverteres projekt időközben lezárult, de elindult belőle két kutatás-fejlesztési irány. Ennek megfelelően a csapat jelenleg teljesítményelektronikai szimulációs rendszerek kialakításával, valamint elektromos hajtásrendszerek építésével, illetve ennek részeként akkumulátoros rendszerek fejlesztésével foglalkozik. Az első területen főleg elektromos hajtású járművekhez nyújtanak különböző szimulációs megoldásokat a Siemens nemzetközi kutatócsapatai számára. A feladat multidiszciplináris tudást igényel, sikeres elvégzéséhez jártasnak kell lenni a matematikai modellezésben, a fizikai tudományokban, nélkülözhetetlen hozzá a villamosmérnöki, a szoftveres, a hardvertervezési és -építési tudás.

A másik terület érdekessége, hogy nem csupán akkumulátoros rendszereket alakítanak ki, hanem a teljes hajtásrendszert megépítik és integrálják különböző járművekbe. E munkának már kézzelfogható eredménye is van. Az eFusion névre keresztelt, tisztán elektromos meghajtású, egymotoros, kétszemélyes kompozit repülőgép 2016. április 11-én sikeres próbarepülést hajtott végre a Kecskemét melletti Matkópuszta repülőteréről. A fejlesztésben a hazai fejlesztőcsapat a Siemens AG Corporate Technologies üzletágával működött együtt, a munkában a repülőgép gyártója, a szintén magyar Magnus Aircraft Zrt. volt a Siemens partnere.

Számos részfeladatot magyar kisvállalkozások végeztek. A repüléstechnikai problémák megoldásában Szelestey Gyula, a Nyíregyházi Egyetem oktatója meghatározó szerepet játszott. – Az elektromos közlekedés, az elektromos repülés fontos jövőbeli irányunk. Csapatunk számára a nagy hozzáadott értéket elsősorban az akkumulátortechnológiában szeretnénk megtalálni – mutat rá Zeitler Balázs.

Száz százalékban Siemens

A légi közlekedésben már voltak/vannak próbálkozások a tisztán elektromos vagy hibrid hajtásrendszeres repülőgépekkel. A Siemens is folytat ilyen irányú tevékenységet, mindazonáltal az eFusion több szempontból unikális. – Ez az első olyan repülő, ahol a hajtásrendszer összes elemét valamelyik Siemens-egység kutatta, fejlesztette és tervezte. Világviszonylatban ez az első olyan elektromos meghajtású repülőgép, ahol a géptest igazi könnyű műrepülő- (soft aerobatics) tulajdonsággal rendelkezik. Ez a vészhelyzeti tréning szempontjából lényeges, amit 2017-től a nagy légitársaságoknál dolgozó összes pilóta számára kötelezővé tesznek.

 

eFusion: Az akkumulátoros rendszer moduláris, és jelenleg egyedülálló, hogy néhány perc alatt cserélhető

 

Az eFusion – bizonyos továbbfejlesztések után – alkalmas lesz ezen feladat elvégzésére. Az akkumulátoros rendszer moduláris, és jelenleg egyedülálló, hogy néhány perc alatt cserélhető. További újdonság, hogy az akkumulátoros rendszer fejlesztésekor és tesztelésekor az úgynevezett CS-23 repülési szabványrendszert vettük figyelembe, azaz olyan robusztus részegységet hoztunk létre, amely mind a mechanikai, mind a villamos tulajdonságait tekintve megfelel a szigorú repülési szabványoknak – fogalmaz dr. Balázs Gergely György.

– A jelenlegi eFusion egy demonstrátor, egy tesztrendszer. A fejlesztés során rengeteget tanulunk, és ez alkalmassá teszi csapatunkat arra, hogy majd megfelelő eszközöket készítsünk az ilyen alkalmazásokra. Az elektromos légi közlekedésnek ugyanis még nincs hagyománya, kultúrája, elfogadottsága és szabványrendszere. A folyamat csak most indul. Ahhoz, hogy eredményeinket a kereskedelmi légi közlekedésben, illetve az utasszállító gépekben is kamatoztathassuk, még sok-sok évnek el kell telnie. De az első lépéseket már megtettük – emeli ki Zeitler Balázs.

Hibrid megoldások

De hogyan is merült fel az elektromos meghajtású repülőgépek gondolata? Jelenleg a belső égésű motorral hajtott propelleres és sugárhajtóműves gépek jelentős zajterhelést és légszennyezést okoznak. Miközben a repülőgépek a teljes utazóközönségnek mindössze az 1 százalékát szállítják, addig az általuk felhasznált üzemanyag az összmennyiség 10-15 százaléka. A repülés tehát meglehetősen energiapazarló és légszennyező közlekedési forma. Az elektromos hajtásrendszerek integrálása enyhítheti a problémát.

A hibrid-villamos hajtású megoldások esetén a belső égésű motorhoz villamos motort kapcsolnak. Az így létrejövő repülőgépek például a földi taxizáskor és a felszálláskor használhatják az elektromos rendszert, és csak a magasban kapcsolják be a belső égésű motorokat. Lehetőség nyílik kisebb teljesítményű belső égésű motort alkalmazni, és azt olyan optimális munkapontban üzemeltetni, ahol a legkisebb az üzemanyag-felhasználás, illetve a légszennyezés. A jármű mozgatásához szükséges pluszteljesítményt pedig a villamos motor adja. Több kis elektromotor alkalmazása esetén a repülőgépek újfajta dizájnt is kaphatnak, hiszen e motorokat gyakorlatilag bárhol el lehet helyezni a gépen.

Korlátot jelent az akkumulátortechnológia

A teljesen elektromos hajtásrendszerrel ellátott repülőgépek egyik korlátja, hogy a jelenlegi akkumulátortechnológiák nagyon drágák, és csak viszonylag rövid távú repüléseket tesznek lehetővé. Ez az oka annak, hogy ezeket a gépeket egyelőre csak bizonyos területeken – jellemzően gyakorlórepülésekre, mezőgazdasági célokra és turistarepülésekre – lehet használni. Ezen alkalmazásoknál a repülés általában 20-30 perc, gyakori a fel- és leszállás, így a csendes, környezetkímélő technológia rendkívül vonzó.

 

Világviszonylatban ez az első olyan elektromos meghajtású repülőgép, ahol a géptest igazi könnyű műrepülő tulajdonsággal rendelkezik

 

– A Siemens fejlesztéseivel oroszlánrészt kíván vállalni a légi közlekedés megreformálásában. Célja, hogy néhány éven belül olyan elektromos és hibrid hajtásrendszerekkel álljon elő, amelyek akár az utasszállító gépekbe is beépíthetőek. A hazai kutató-fejlesztő csapat jövőbeli tevékenységében fontos kompetenciák a teljesítményelektronikai eszközök szimulációs rendszerei, az akkumulátoros technológiák, valamint a rendszerintegráció, azaz az elektromos motorok, konverterek és akkumulátorok integrációja, illetve beépítése a villamos hajtású közlekedési eszközökbe – tájékoztat dr. Balázs Gergely György.

Felhőalapú felügyelet a gyártóberendezések számára
Az RFID olvasófejek adatai az IoT átjárón keresztül kerülnek a Neoception felhőbe, ahonnan bármikor elérhetők.
Az algoritmusnak elég volt egy másodperc
A Kaliforniai Egyetem kutatói által létre hozott mesterséges intelligencia valamivel több mint egy másodperc alatt kiforgatta a Rubik-kockát.
Valós idejű adatokkal optimalizálható az élettartam
Az akkumulátorok hosszabb élettartama érdekében a Bosch új felhőalapú szolgáltatásokat fejleszt, melyek kiegészítik az egyedi gépjárművek akkumulátorvezérlő rendszereit.
Alacsony energiafogyasztású mikrokontrollerek
Az Endrich kínálatában tavasztól elérhető a Gigadevice GD32 mikrokontroller család új tagja, a kimagasló ár/érték arányt képviselő energiatakarékos ARM Cortex-M23 RISC technológiára alapozott GD32E230xx eszköz.
Korszerű csapágy-technológia elektromos járművekhez
A 2019. május 19. és 22. között megrendezett 32. Nemzetközi Elektromos Jármű Szimpóziumon (EVS 32) mutatta be az SKF az elektromos hajtásláncok hatékonyságnövelése érdekében végzett legújabb fejlesztéseit.