TINKER

Zusammenfassung

Hybrider Antrieb

Im bereits abgeschlossenen Projekt FGAA zeigten sich hybrid-elektrische Antriebe – bestehend aus Gasturbine und Batterien – als vielversprechender Ansatz für Kleinflugzeuge. Sie bieten in der Kombination eine energieeffiziente und leichtere Alternative zum jeweiligen Monobetriebssystem. Diese Konstellation sorgt für eine signifikante Reduzierung von Emissionen, einen betriebsflexiblen Einsatz und zudem für hohe Reichweiten.

Im aktuellen Folgeprojekt TINKER wird der aus FGAA abgeleitete hybrid-elektrische Antriebsstrang für ein 9-sitziges Kleinflugzeug detailliert weiterentwickelt. Zu diesem Zweck werden Tools zur Leistungsanalyse von Gasturbinen und elektrischen Antriebssystemen miteinander verbunden. Dies ermöglicht eine gekoppelte Berechnung und damit eine umfassende Leistungsanalyse von turbo-hybrid-elektrischen Antrieben.

Zertifizierungskonzept

Weiterhin erfolgen spezifische Erweiterungen hinsichtlich transienter Modellierung von Gasturbinen und ausgewählten elektrischen Komponenten, um auch das Startverhalten und den Lastwechsel direkt erfassen zu können. Bei der Betrachtung der Integration des Antriebsstrangs in das Flugzeug liegt der Fokus auf der Fehler- und Risikobetrachtung sowie auf der Erarbeitung eines Zertifizierungskonzepts.

Schließlich werden mittels eines skalierten Demonstrators des batterieelektrischen Antriebsstrangs Validierungsdaten generiert sowie die Grundlage für nachfolgende hybrid-elektrische Prüfstände geschaffen.

Ziele des Projekts

Die Entwicklung des hybrid-elektrischen Antriebsstrangs des Kleinflugzeugs soll den Anwendungsreifegrad (ARL) von der Stufe 1 auf die Stufe der Funktionsdemonstration, demzufolge ARL3, erhöhen. Dazu wird eine Anforderungsanalyse und Systembewertung aus der Perspektive der Betreiber durchgeführt.

Gleichzeitig erfolgt die Weiterentwicklung der Vorauslegung und des Entwurfs des Antriebsstrangs. Die Integration in die Softwareplattform GTlab unterstützt die Auslegung zukunftsfähiger hybrider Antriebe. Die im Projekt FGAA ermittelten Daten bilden die Grundlage, um vorhandene Module über passende Schnittstellen und Algorithmen miteinander zu verbinden.

Ein weiteres Ziel des Folgeprojekts TINKER ist die Validierung der analytischen Berechnungen auf Ebene des elektrischen Netzes. Für dieses Vorhaben muss ein elektrischer Antriebsstrang geplant, gebaut und in Betrieb genommen werden. Zudem ist die Integration einer Gasturbine mit einem passenden Generator vorgesehen. Der Generator soll Messdaten zum Betriebsverhalten liefern, um die Validierung zu unterstützen. In einem Anschlussprojekt werden beide Komponenten im Gesamtantriebsstrang-Demonstrator zusammengeführt und geprüft.

Beitrag zum elektrischen Fliegen