Mit diesem komplexen und äußerst flexiblen Prüfstand werden neuartige, gasturbinenbasierte Luftantriebskonzepte wie beispielsweise hybrid-elektrisches Fliegen untersucht. Zugleich lassen sich Konzeptdemonstrationen für neuartige Kreislaufkonzepte systematisch durchführen. Partner wie MTU Aero Engines und Siemens haben die Infrastruktur bereits genutzt.
Der Prüfstand basiert auf einer zweiwelligen Hubschraubergasturbine (Rolls-Royce M250-C20B) mit 313 kW Wellenleistung. Der modulare Aufbau des Triebwerks macht das gesamte System sehr variabel hinsichtlich der Integration und Untersuchung neuer Antriebskonzepte und Kreislaufkomponenten.
Ausgelegt auf reale Fluglasten, wurde die Gasturbine mit einer 300 kW Motor-Generator-Umrichter-Einheit (MGU) gekoppelt und zu einem hochleistungsdichten Gen-Set modifiziert. Dadurch kann der Prüfstand direkt Hochvolt-Gleichspannungsleistung erzeugen und an einen programmierbaren Batterie-Emulator abgeben. Außerdem ist die Lastwelle der Gasturbine mit einer bidirektionalen 500 kW Belastungsmaschine zur Emulation mechanischer Lasten wie zum Beispiel eines Propellers gekoppelt. Diese kann auch kombinierte Lasten aus Gasturbine und MGU aufnehmen.
Die Brennkammer der Gasturbine wurde um ein Bleed- und Injektor-System erweitert, um Wasserdampf und Wasserstoff in die Brennkammer einbringen zu können. Damit kann das Systemverhalten untersucht werden, wie es zum Beispiel bei der Kopplung von Gasturbinen mit Brennstoffzellen zum Tragen kommt. Des weiteren wurde eine eigene Treibstoffregeleinheit entwickelt und in die Gasturbine implementiert, was einen flexibleren Betrieb unter geänderten Randbedingungen und Anlagenkomponenten ermöglicht.
Indem die Prüfstandsteuerung mit einem echtzeitfähigen Speedgoat-Rechner kombiniert wird, können echtzeitfähige Modelle (wie zum Beispiel eine SOFC-Hochtemperaturbrennstoffzelle) mit den Prüfstandkomponenten gekoppelt werden. Solche Hardware-in-the-Loop (HiL) Verschaltungen ermöglichen es, das reale dynamische Verhalten von verschiedenen Konfigurationen eines hybridelektrischen Antriebsstrangs abzubilden.
Der Prüfstand im Detail
Das HeBo Gen-Set: Eine Rolls-Royce M250 Gasturbine mit gekoppelter Motor-Generator-Umrichter-Einheit (MGU). Die Abstrebungen sind auf reale Fluglasten einer Do 228 ausgelegt.
