Projekt: CHoSe-Aviation: Conformable Hydrogen Storage for Aviation

Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen, muss die Luftfahrt ihre Emissionen drastisch reduzieren. Eine mögliche Alternative zu fossilen Brennstoffen bietet hierbei Wasserstoff als klimaneutraler Energieträger. Dessen effiziente Speicherung im Flugzeug erfordert aber noch weitreichende Entwicklungsarbeit.

Bauraumangepasste und funktionsintegrierte Tankstrukturen bieten vielversprechende Möglichkeiten zur Speicherung von Wasserstoff im Luftfahrtsektor. Bisherige Konzepte für Wasserstoff gehen von einer Speicherung in nahezu kugelförmigen Tanks im Flugzeugrumpf aus, wodurch der typische Platz im Tragflügel für Kerosin nicht mehr genutzt werden kann. Mit an den Bauraum angepassten Tanks kann dieser Bereich vom Flugzeug zumindest teilweise wiederverwendet werden. Die Treibstoffmasse geht damit aus dem Rumpf in den Tragflügel, was sich insgesamt positiv auf das Strukturgewicht auswirken wird.

Funktionsintegration erlaubt zudem, dass strukturelle Lasten des Flugzeugs vom Tank aufgenommen werden können, wodurch sich bei der Gesamtstruktur Gewicht einsparen lässt. Bei einer besseren Nutzung vorhandenen Bauvolumens für die Speicherung der Energie kann zudem die Rumpfoberfläche und damit der Flugzeuggesamtwiderstand verringern. Durch die Gewichtseinsparungen und den reduzierten Flugzeuggesamtwiderstand lässt sich somit der Primärenergiebedarf des Luftfahrzeugs reduzieren.

Die Aufgabe des BHL liegt darin, das Potenzial der bauraumangepassten Wasserstofftanks zu evaluieren. Dafür stellt das BHL die Anforderungen aus der Flugzeugentwurfssicht für die bauraumangepassten Wasserstofftanks. Nach der Tankauslegung werden diese Tanks hinsichtlich deren Einfluss auf das Flugzeugperformance evaluiert, indem ein Flugzeug mit CHoSe-Tanks zu konventionellen kerosin- bzw. wasserstoffbetriebenen Alternativen verglichen wird.

Technische Universität München: Lehrstuhl für Carbon Composites

Universität der Bundeswehr München