Gesamt-Schadstofffreies 4-Personen-Flugzeug mit H2-BZ Hybridantrieb

Im Rahmen des Go4H2-Folgeprojekts sollen zwei für die Wettbewerbsfähigkeit wesentliche Kernkriterien eines Antriebssystems, sowie eine im Vergleich zum Stand der Technik herausstechende Zusatzfunktion auf Basis eines emissionsfreien BZ-Batterie-Hybrid Systems für ein Passagier-Flugzeug mit bis zu 4 Personen entwickelt werden. Hierzu soll eine mit Verbrenner-Hybriden vergleichbare Leistungsdichte des Antriebsstrangs, sowie eine Skalierbarkeit für größere Antriebssysteme erreicht werden, die Zusatzfunktion besteht in einer nahezu vollständigen single failure Ausfallsicherheit der Antriebseinheit.

Die geplanten F+E Arbeiten bauen auf die im Vorgängerprojekt Go4H2 und in parallel laufenden Projekten entwickelten Technologien auf. Speziell sollen hierfür aus dem Automotive-Bereich verfügbare druckaufgeladene BZ-Technologie auf die Luftfahrtanwendung übertragen werden. Bisherige Systemlösungen zu Modularität, Redundanz, Kühlung, Batterie-Ladung etc. aus der Niederdruck-BZ-Technologie können weitgehend übernommen und wo notwendig angepasst werden.
Im Bereich der Leistungselektronik und des E-Motors sollen die Entwicklungsarbeiten auf eine Verbesserung der Marktanwendung fokussiert werden. Ein vielseitig anwendbares Motorkonzept, das die Skalierbarkeit und zulassungstechnischen Anforderungen, sowie Redundanz berücksichtigt und die Nutzung als Antriebs-Generatoreinheit ermöglicht steht hierbei im Fokus. Begleitend wird die Entwicklung des SiC Umrichters speziell auf den Einsatz für Hybridsysteme ausgerichtet, dabei aber auch eine flexible Anwendbarkeit für breit gefächerte Anwendungen berücksichtigt.
Im Bereich der flugzugelassenen Systemsteuerung IMA wird eine spezielle volumen- u. gewichtsoptimierte Entwicklung speziell für die Anforderungen aus Hybrid-Systemen, durch die Entwicklung eines Schnittstellen-Boards und der Adaption des Betriebssystems mit effizienten Steuerungslogiken umgesetzt. Die Ausfallsicherheit des Antriebstrangs wird auf Komponentenebene, sowie in der Gesamtsystemarchitektur derart verbessert, dass trotz Ausfall einer Hauptkomponente (single failure von: E-Motor, BZ, Batterie, LE, H2-Tank) vollständige Redundanz besteht. Für einen späteren Einsatz der BZ-Technologie in der regionalen Luftfahrt sollen die Anforderungen an die Integration des Brennstoffzellen-Hybrid-Antriebs und seiner Subsysteme in ein typisches Regionalflugzeug identifiziert, Konzeptauslegungen für Hybrid-Systemarchitekturen erarbeitet und die verwendeten Technologien im Hinblick auf die Anforderungen bewertet werden.

Ziel ist eine Antriebs-Systemlösung im 250kW Bereich mit einer 2-3fach höheren Leistungsdichte wie bisher, die als Ausgangspunkt für die Skalierung auf größere Leistungen geeignet ist und eine nahezu vollständige single failure Ausfallsicherheit des Antriebsstrangs ermöglicht und dadurch, im Vergleich zu konventionellen Verbrenner-Antrieben, neben der Emissionsfreiheit einen weiteren entscheidenden Vorteil erbringt. Die Integration sowie Test und Demonstration des zu entwickelnden Brennstoffzellen-Hybrid-Antriebs erfolgt in der bereits bestehenden Flugplattform HY4. Im Rahmen des dazu nötigen Permit-to-fly sind entsprechende Nachweise zur sicheren Betreibbarkeit des neuen Antriebsstrangs im Flugzeug zu erbringen. Bereits während der Entwicklung werden entsprechende Anforderungen und Sicherheitsanalysen insbesondere betreffend des neuen Brennstoffzellentyps erbracht und entsprechend der Notwendigkeit die Systemarchitektur angepasst.

Förderkennzeichen
03B10703

Partner Laufzeitbeginn Laufzeitende Fördersumme
Universität Ulm01.07.2030.06.242.673.318,00 €
Diehl Aerospace GmbH01.07.2030.06.24702.609,00 €
Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG01.07.2030.06.241.041.911,00 €
328 SUPPORT SERVICES GmbH01.07.2030.06.24248.562,00 €
H2FLY GmbH01.07.2030.06.24281.568,00 €
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.01.07.2030.06.242.304.465,00 €
7.252.433,00 €

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