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Bewertung von CO2-Emissionsreduktionspotenzialen für Regionalflugzeuge

Der vorläufige Flugzeugentwurf ist ein komplexer interdisziplinärer Prozess, der viele verschiedene Technologien berücksichtigt. Daher sind aussagekräftige und schnelle Methoden nötig, um den Einfluss neuer oder alternativer Technologien zu untersuchen. Eine bereits entwickelte Methode zur Bewertung von Masse und Emissionen hybrid-elektrischer Antriebe wurde verfeinert und mit aktuellen highend Flugzeugdesign-Programmen (APD) verglichen.

Bauhaus Luftfahrt gibt eine explizite Form zur Beurteilung von zum Beispiel Emissionsreduktionspotenzialen an, basierend auf dem Zusammenhang zwischen vereinfachtem Missionsprofil, Komponentenspezifikationen und Charakterisierung der Flugzeugmasse. Das Missionsprofil wird durch ein mehrstufiges Leistungsprofil, das die Spitzenleistung, eine mittlere Steigflugleistung und die Reiseflugleistung berücksichtigt, angenähert und mithilfe von dimensionslosen Parametern beschrieben. Die Methode erlaubt die Charakterisierung von hybrid-elektrischen Antrieben und unterstützt, vorteilhafte Anwendungen zu identifizieren.

Unter Verwendung dieser Methode konnte der benötigte Kraftstoff eines typischen Kurzstreckenflugzeugs, verglichen mit dem APD-Flugzeugentwurfsprogramm, auf circa 2 % Genauigkeit berechnet werden, was die hohe Validität des Vorgehens zeigt. Eine gute Übereinstimmung mit der Referenz ist die Voraussetzung für eine gründliche und schnelle Bewertung verschiedener hybrid-elektrischer Antriebe.

Daher hilft die hier beschriebene Methode, die am besten geeigneten hybriden Antriebssysteme zu identifizieren, und sorgt für eine transparente analytische Nachvollziehbarkeit des Einflusses von Technologien, um zukünftige Emissionsreduktionsziele mit verschiedenen Energieträgern und -umwandlern in Abhängigkeit der Leistung und Missionszeiten skaliert auf ein Bezugssystem zu erfüllen.

  • Näherung des Missionsleistungsprofils und ausgewählte HybridisierungsstrategienNäherung des Missionsleistungsprofils und ausgewählte Hybridisierungsstrategien
  • Parameterstudie von Hybridsystemen: Parameterraum der Energie- und Leistungshybridisierung. ø ist ein Maß für die zeitliche Gewichtung des Beitrags der Energiespeicher.Parameterstudie von Hybridsystemen: Parameterraum der Energie- und Leistungshybridisierung. ø ist ein Maß für die zeitliche Gewichtung des Beitrags der Energiespeicher.