Bewertung hybrid-elektrischer Antriebsstränge für Pendlerflugzeuge

Die meisten Studien zur Elektrifizierung von Flugzeugen beschränken sich auf Teilaspekte, demzufolge noch keine ganzheitliche Analyse des Potenzials des elektrischen Fliegens durchgeführt wurde. Hierin liegt der Kernbeitrag des GNOSIS-Projekts. Nach einer Synthese der Technologien, die durch die Elektrifizierung von Flugzeugsystemen und -antrieben ermöglicht werden, wurde eine umfassende Bewertung durchgeführt. Neben der technischen Evaluation von Fahrzeug, Flughafen, Luft-raum, Material oder Energiebereitstellung umfasste die Bewertung auch rechtliche Aspekte und eine Lebenszyklusanalyse.

Um eine solide Basis für die nachfolgenden Projektaufgaben zu schaffen, führte das Bauhaus Luftfahrt initial eine Designraum-Untersuchung zur Elektrifizierung verschiedener Antriebsstrang-Konfigurationen durch. Im Fokus standen Konfigurationen, welche Triebwerke mit Batterien oder Brennstoffzellen kombinieren, aber auch die Wandlung von Verbrennungsmotorleistung in elektrische Leistung via Generatoren.

Die Studien, die nach der Kalibrierung des Referenzflugzeugs B1900D durchgeführt wurden, zeigen, dass Hybridisierungsoptionen mit Kolbenmotoren aufgrund deren Leistungsgewichten weniger vorteilhaft sind als jene mit Turbomotoren. Darüber hinaus zeigen die Konzeptanalysen, dass konservative Batterie- annahmen und die reine Elektrifizierungsmasse selbst die reali- sierbaren Konfigurationsoptionen stark reduzieren. Dies und die damit einhergehenden Strukturmassen-Schneeballeffekte erfor- dern zwingend integrative Effekte wie die Reduktion der Flügelmasse durch Lastminderung oder eine gesteigerte Antriebseffizienz durch synergetische Propulsorplatzierung.