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Konzeptionelle Studie für ein hybrid-elektrisches Regionalflugzeug

Die Forschung der letzten Jahre im Bereich hybrid-elektrischer Antriebskonzepte hat Bauhaus Luftfahrt auch 2015 fortgeführt und an konkreten Anwendungsfällen deren Potenzial auf Flugzeugebene untersucht. Für Kurzstreckenflugzeuge mit 70 und 180 Passagieren wurden in Studien die Umsetzbarkeit und die resultierenden technischen Anforderungen ermittelt. Die Untersuchung verschiedener Morphologien führte zu einem optimal aufeinander abgestimmten Leistungsverhältnis von elektrischen Motoren und konventionellen Triebwerken, wobei sowohl herkömmliche als auch supraleitende Motoren in Betracht gezogen wurden. Die elektrische Energie wird dabei aus mitgeführten Batterien bezogen, wodurch auf Generatoren zur Bereitstellung elektrischer Energie durch die Gasturbinen verzichtet werden könnte. Die resultierende Konfiguration war ein Tri-Fan, ähnlich der Boeing 727. Unter dem Flügel befinden sich zwei konventionelle Triebwerke, die durch einen elektrischen Motor am Heck unterstützt werden.

Für die 180-Passagiere-Version konnte mit einer elektrischen Leistung von 8,5 MW und einer spezi-fischen Energiedichte der Batterien von 940 Wh/kg eine Treibstoffreduktion (block fuel) von 15 % gegenüber einer konventionellen Referenzkonfiguration mit gleichem Technologiestandard erreicht werden. Die Reichweite liegt mit 1100 nm (2037 km) im Bereich heutiger Regionalflugzeuge. Eine weitere Verringerung der Auslegungsreichweite auf 900 nm (1667 km) würde den Treibstoffverbrauch um 20 % reduzieren. Alle Untersuchungen zeigten aber auch ein höheres maximales Abfluggewicht verglichen mit der konventionellen Referenzkonfiguration.

  • Vergleich zwischen den Flugzeugtypen A320, 2035 konventionell und 2035 hybridVergleich zwischen den Flugzeugtypen A320, 2035 konventionell und 2035 hybrid
  • Einfluss der spezifischen Energiedichte auf die Reichweite und die Treibstoffersparnis für ein hybrid-elektrisches Flugzeug: Darstellung der Zusammenhänge zwischen Einsparpotenzial, Reichweite und spezifischer Energiedichte der verwendeten Batterien für ein Hybrid-Flugzeug mit 180 Passagieren unter Einsatz von supraleitenden Motoren. Eine Erhöhung der akzeptierten betrieblichen Kosten um 10 % liegt dem Diagramm zugrunde.Einfluss der spezifischen Energiedichte auf die Reichweite und die Treibstoffersparnis für ein hybrid-elektrisches Flugzeug: Darstellung der Zusammenhänge zwischen Einsparpotenzial, Reichweite und spezifischer Energiedichte der verwendeten Batterien für ein Hybrid-Flugzeug mit 180 Passagieren unter Einsatz von supraleitenden Motoren. Eine Erhöhung der akzeptierten betrieblichen Kosten um 10 % liegt dem Diagramm zugrunde.