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Hybrider Fanantrieb – Abschluss einer Konzeptstudie

Die Verwendung elektrischer Energie als Leistungsquelle innerhalb einer Fluggasturbine eröffnet vielfältige konzeptionelle Gestaltungsmöglichkeiten. Im Rahmen des EU-FP7-Projektes ENOVAL hat das Bauhaus Luftfahrt eine Studie zu mechanisch integrierten parallel-hybriden Turbofantriebwerken (MIPH) abgeschlossen. Durch einen strukturierten Auswahlprozess wurde die vielversprechendste Triebwerksarchitektur für einen MIPH bestimmt und auf einen Antrieb für ein Kurzstreckenflugzeug angewendet. Der elektrische Systemaufbau und die wichtigsten elektrischen Komponenten sowie das Triebwerk selbst wurden unter Berücksichtigung relevanter Installationseffekte auf Flugzeugebene ausgelegt.

Um bei Ausfall des elektrischen Systems das Triebwerk weiterhin konventionell betreiben zu können, wurde ein Hybridisierungsgrad von 10 % im Auslegungspunkt des Strömungspfades als realisierbar identifiziert. Die Untersuchungen verdeutlichen darüber hinaus, dass die Aerodynamik der Turbokomponenten genau auf das elektrische System abgestimmt werden muss, um das gesamte Verbesserungspotenzial bei voller operationeller Flexibilität zu gewährleisten. Bei einer Auslegungsmission von 500 NM wurde unter der Annahme einer spezifischen Energiedichte von Batterien von 1000 Wh kg-1 als mittel- bis langfristige Zielgröße für die MIPH-Technologie eine Kraftstoffeinsparung von 3,5 % errechnet. Die Auswertungsergebnisse zeigen, dass die alleinige Nutzung der elektrischen Effizienzvorteile in MIPH-Antrieben die nötigen Verbesserungen auf Flugzeugebene nicht liefern wird. Der Schlüssel zur Erreichung signifikanter Verbesserungen liegt in einer synergetischeren Antriebssystemintegration.

This project has received funding from the European Union’s 7th Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement No. 604999.

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