Die Nachrüstung eines Regionalflugzeugs mit parallel-hybridem Dualkraftstoff-Antriebsstrang, der speziell auf die D328eco zugeschnitten ist, war Inhalt dieser Studie. Die Integration von H2-betriebenen Brennstoffzellen (BSZ) neben konventionellen, mit nachhaltigem Kraftstoff (SAF) betrieben Turbotriebwerken bildet das Herzstück des Antriebssystems.
Sensitivitäten auf Flugzeugebene und diverse Hybridisierungsstrategien wurden analysiert, um Wechselwirkungen, Leistungspotenzial und Grenzen von Parameteränderungen zu bewerten. Durch die Aktivierung der BSZ-Unterstützung während des Reservesteigflugs zusätzlich zur Auslegungsmission erreicht die SAF-Reduktion aller untersuchten Entwürfe einen Spitzenwert von 25,4 %. Dies geht jedoch auf Kosten einer um 23,4 % verringerten Nutzlast, um den schwereren Antriebsstrang (+ 48,7 %) einsetzen zu können. Dieser ist erforderlich, um den entsprechenden BSZ-Leistungsanteil (SP) von 35 % zu erreichen.
Aufgrund des allgemein geringen Kraftstoffanteils der D328eco bilden SP-Werte von 20 bis 40 % den Bereich des größten Nutzens. Bei niedrigeren Werten steht der Aufwand der Hybridisierung in einem schlechten Verhältnis zum erzielbaren Umweltnutzen, während höhere Werte aufgrund der erforderlichen Nutzlastreduzierung zu einer unausgewogenen Kosteneffizienz führen.
Die Ergebnisse zeigen, dass Retrofits bei der Verringerung des ökologischen Fußabdrucks bestehender Flugzeugflotten mitwirken können. Der Ansatz unterstützt nicht nur den Übergang zu einer nachhaltigeren Luftfahrt, sondern nutzt auch den sinnvollen Einsatz vorhandener Ressourcen aus. Dadurch wird der Bedarf an neuen Flugzeugen verringert und der Fußabdruck der Luftfahrtindustrie insgesamt weiter reduziert.
Masseentwicklung einer Nachrüstung
Überblick über zentrale Masseänderungen des D328eco-Hybrid-Basisflugzeugs (SP=0,2).Diese unterstreichen, dass die Antriebsmassenzunahme für eine identische maximale Abflugmasse (MTOM) nur durch Nutzlastreduktion erreicht werden kann.
Retrofit-Studien auf Flugzeug- & Missionsebene
Die Aktivierung der BSZ im Reservesteigflug verschiebt min. SAF / Nutzlast zu höheren Hybridisierungsgraden und senkt den Wert. Längere Missionen verringern den SAF-Verbrauch, da die TS-Triebwerke im Reiseflug gedrosselt werden können.
Glossar: FC fuel cell / BSZ Brennstoffzelle, SAF sustainable aviation fuel / nachhaltiger Flugkraftstoff
Das zugrunde liegendeVorhaben wurde mit den Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz unter dem Förderkennzeichen 20M2109H gefördert.