Projekt: DOXWING – Boxwing-Regionalflugzeug mit H2-Brennstoffzellenantrieb

Das Projekt DOXWING (Distributed Propulsion Over the Wing Boxwing Configuration) zielt darauf ab, durch die synergistische Integration eines Wasserstoff-Brennstoffzellensystems in eine Boxwing-Konfiguration die Klimawirkung dieses Flugzeugkonzepts zu reduzieren. Durch den geringeren Primärenergiebedarf als auch die Verwendung von Wasserstoff können Emissionen im Vergleich zu ähnlichen Regionalflugzeugen verringert werden.

Um dieses Ziel zu erreichen, werden zusammen mit der Universität Stuttgart – welche auch das Konsortium leitet – und der TU Berlin verschiedene Arbeiten durchgeführt. Diese lassen sich in drei Säulen einteilen:

Säule 1 beinhaltet die Simulation und Auslegung der Aerodynamik, des Antriebsstrangs und der Flügelstruktur sowie deren komplexe Kopplung und wird durch aeroakustische Analysen vervollständigt, Säule 2 ergänzt diese Arbeiten durch die experimentelle Überprüfung der erzeugten Ergebnisse mittels Windkanalversuchen im Modellmaßstab und schließlich werden in Säule 3 alle Ergebnisse in ein Gesamtkonzept überführt und abschließende Analysen auf Flugzeugebene durchgeführt.

Hier werden insbesondere verschiedenen Boxwing-Anordnungen, Antriebsstrangtopologien und Flügelgewichte miteinander verglichen und deren Vor- und Nachteile abgewogen. Die Bewertung des finalen Entwurfs lässt eine Quantifizierung des ökologischen Deltas zu bestehenden, vergleichbaren Flugzeugen zu und kann somit einen direkten Bezug zu den Aussagen des Pariser Klimaabkommens herstellen. Das industrielle Umsetzungspotential wird durch die enge Einbindung des Industry Advisory Boards fortwährend überprüft und sichergestellt, sodass eine spätere industrielle Verwertung gegeben ist.

Im DOXWING-Konsortium verantwortet das Bauhaus Luftfahrt die konzeptionelle Auslegung der Flügelstruktur und des Antriebs. Die Flügelstruktur basiert auf einer gekoppelten Simulation von Flügelstruktur und Aerodynamik. Basierend auf Ergebnissen des IAGs werden Designstudien für die Flügelstrukturauslegung durchgeführt. Für das Antriebssystem wird das Technologieniveau 2040 definiert und unterschiedliche Brennstoffzellenkonzepte untersucht, welche die Auslegung des Thermalmanagements und die Integration in den Flugzeugentwurf beinhalten.

Universität Stuttgart - Institut für Flugzeugbau (IFB); Koordinator

Universität Stuttgart - Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG)

Technische Universität Berlin - Institut für Luft- und Raumfahrt, Fachgruppe Aerodynamik

Industry Advisory Board