Die Nutzung von flüssigem Wasserstoff in Brennstoffzellen als Energiequelle kann die Treibhausgasemissionen von Flugzeugen erheblich reduzieren und damit einen wichtigen Beitrag zur langfristigen Vision einer dekarbonisierten Luftfahrt leisten. Im Clean Aviation Projekt FAME entwickeln die Projektbeteiligten ein wasserstoffbetriebenes Brennstoffzellensystem für ein viermotoriges LH2-Flugzeugkonzept. Ziel von FAME ist es, den Weg für ein kompaktes, leichtes und hocheffizientes vollelektrisches Antriebssystem zu ebnen, das künftig in Regionalflugzeugen eingesetzt werden kann.
Als Demonstrationsplattform generieren Industrie und Forschung gemeinsam eine Flugzeugkonfiguration, die gezielt zur Untersuchung eines emissionsarmen Antriebssystems genutzt wird. Der Schwerpunkt liegt auf der Integration des gesamten Antriebsstrangs einschließlich Kühlkanälen und Wärmetauschern in die Flugzeugzelle. Unser Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik analysiert dabei, wie sich die entstehende Wärme zuverlässig abführen lässt und gleichzeitig die erforderliche aerodynamische Leistungsfähigkeit des Flugzeugs gewährleistet werden kann.
Mit CFD-basierten Simulationen unter Anwendung des hochgenauen Strömungslösers TAU analysieren unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Wechselwirkungen zwischen dem Kühlleitungssystem und der äußeren Aerodynamik des Gesamtflugzeugs. Sie variieren Einläufe, Zuströmkanäle zum Wärmetauscher, Auslasskonturen sowie die Geometrie der gesamten Antriebsverkleidung inklusive der Integration am Flügel, um sowohl die aerodynamische Effizienz als auch die Kühlleistung zu optimieren.
Ergänzend führen die Projektpartner Windkanalexperimente an der TU Braunschweig durch. Die dort gewonnenen Daten dienen dazu, die Auslegungs- und Analyseverfahren der Durchströmung von Wärmetauschern zu validieren. Auf diese Weise entsteht ein fundiertes Verständnis der technischen Herausforderungen eines Multi-Megawatt-Brennstoffzellen-Antriebssystems als Grundlage für die Entwicklung emissionsarmer Flugzeuge der nächsten Generation.
Projekt
FAME - Fuel Cell Propulsion System for Aircraft Megawatt Engines
Laufzeit
1/2024 - 12/2026
Projektbeteiligte
Airbus (Projektleiter und -koordination)
Diehl Stiftung & Co. KG
AVL List GmbH
Airbus Aerostack GmbH
Liebherr International Deutschland GmbH
Moteurs Leroy-Somer
Magna Steyr
Woodward
SmartUp-Engineering
TU Braunschweig
TU Delft
Universita Napoli Frederico II
Politechnika Rzeszowska
DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
DLR-Institut für Elektrifizierte Luftfahrtantriebe
Förderung
FAME project is part of the the Clean Aviation Joint Undertaking (CAJU) under the Horizon Europe programme. Grant agreement no. 101140559
