Bemannte Flugzeugprojekte

Schwerpunkt elektrisches Fliegen

e-Genius

Das zweisitzige Batterieflugzeug e-Genius wurde für die Praxiserprobung alternativer Antriebs- und Speichertechnologien entwickelt und ergänzt damit den Forschungsschwerpunkt elektrisches Fliegen am IFB. Statt ein konventionelles Flugzeug umzurüsten, wurde die Konfiguration von e-Genius komplett neu entworfen und auf den elektrischen Antriebsstrang hin optimiert. Besonderheit ist dabei der große langsam drehende Propeller im Seitenleitwerk, der einen hohen Vortriebswirkungsgrad erreicht und ein kleines leichtes Fahrwerk ermöglicht. Im jetzigen Entwicklungsstand hat das Flugzeug eine Reichweite von etwa 400 km mit einem äquivalenten Benzinverbrauch von 1,3 l/100 km. Hinter den nebeneinander sitzenden Piloten ist dabei genug Bauraum für verschiedene Speicher elektrischer Energie vorhanden. e-Genius ist das weltweit leistungsfähigste zweisitzige Elektroflugzeug.

e-Genius

Webseite e-Genius

Icaré 2

Icaré ist ein für den Solarbetrieb ausgelegtes Hochleistungsflugzeug, welches auf geringstes Sinken optimiert wurde. Besondere Merkmale sind unter anderem das geringe Leergewicht und die geringe Reisefluggeschwindigkeit, die an die Flugeigenschaften eines Oldtimers erinnert. Der 12 kW Elektromotor ist wirkungsgrad-optimal am Seitenleitwerk angebracht. Für den Eigenstart und zum Speichern der Solarenergie ist ein Akku vorhanden. Für horizontales Fliegen benötigt icaré nur knapp 2 kW an elektrischer Leistung. Die über 20 qm Solarfläche des Flugzeugs liefern bei optimaler Einstrahlung bis zu 3,5 kW. Durch seine spezielle Auslegung reagiert icaré sehr sensibel auch auf schwache Aufwinde. Somit ist neben reinen elektrischen Fliegen auch kombiniertes Motor/Thermik-Fliegen möglich. Mit icaré wurden bis jetzt vier offizielle FAI Weltrekorde aufgestellt.

Icaré 2

Webseite Icaré 2

Weitere Projekte:

RS hybrid 1.0 - Erforschung optimierter Hybrid-Antriebssysteme

Projektinhalt:

Inhalt von „RS Hybrid 1.0“ ist die Entwicklung eines optimierten Hybridantriebssystems für die von Stemme-RS entwickelte Luftarbeitsplattform SK202, die sowohl als unbemanntes als auch optional bemanntes Fluggerät eingesetzt werden kann. Die erste Antriebseinheit soll aus einem Diesel-Elektro-Hybridantrieb und die zweite Antriebseinheit aus einem Wasserstoffbrennstoffzelle-Batterie-Hybridantrieb bestehen.

Restrukturierung:
Nach Ausscheiden eines Partners und dem damit verbundenen Wegfall der Arbeitsplattform konnte im Projekt die Verwendung des zu entwickelnden Antriebssystems auf alle mehrmotorigen Antriebe für Flugzeuge der 2 t-Klasse erweitert werden.

Somit wird die Architektur des Antriebssystems modular und generisch aufgebaut und ermöglicht es eine Vielzahl von bestehenden als auch zukünftigen Luftfahrzeugen mit überschaubarem Aufwand mit einem effizienten, leistungsstarken und emissionsarmen hybriden Antriebssystem auszustatten. Neues Ziel des Verbundvorhabens ist ein Demonstrator für einen hybridelektrischen Antrieb für die Erprobung und zur späteren Integration in einen fliegenden Serien-Prototyp unter CS-23.

Beitrag des IFB:

Vor der Restrukturierung hatte das IFB die Hauptverantwortung für die Flugleistungsanalyse, die Auslegung des Hybridsystems, dessen Leistungs-, System- und Steuerungsarchitektur. Ebenfalls wurden Integrationsaspekte für alle Antriebssysteme bearbeitet und die Batteriespeicher ausgelegt.

Nach der Restrukturierung wurde der Fokus am IFB auf die Steuerung und das Zusammenspiel der einzelnen Antriebskomponenten gelegt. Ein Schwerpunkt für die Entwicklung des mehrmotorigen Konzepts ist die Sicherheits- und Redundanzstrategie. Neben der Softwareentwicklung wurden für den Demonstratorteststand konkrete Untersysteme ausgelegt, beschafft und integriert. Es wurde ein flugtauglicher Batteriespeicher auf Li-Ionen-Basis eigens entwickelt und zweimal gebaut. Ebenfalls wird die Inbetriebnahme und Betreuung der Prüfstandversuche vom IFB in Kooperation mit allen Partnern durchgeführt.

Projektpartner:

  • Reiner Stemme Utility Air Systems GmbH
  • Steinbeis Flugzeug- und Leichtbau GmbH
  • APUS Aeronautical Engineering GmbH
  • Siemens eAircraft / Rolls-Royce Electrical (ass. Partner)
  • Continental Aerospace Technologies GmbH (ass. Partner)

Finanzierung:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Luftfahrtforschungsprogramm V-2)

Laufzeit:

Januar 2016 – Oktober 2021

Kontakt:

Dipl.-Ing. Jonas Lay

Andreas Bender, M.Sc.

 

HeRKoLus - (Hybrid-)elektrischer Antriebsstrang für ein Luftschiff

Projektinhalt:

Im Rahmen von HeRKoLus werden mögliche Hybridisierungsvarianten für das Luftschiff Zeppelin NT N07 betrachtet, die das bisherige Antriebsystem ersetzen sollen. Dabei wird insbesondere auch die Verwendung elektrischer Antriebe untersucht. Es werden verschiedene Antriebsarchitekturen aufgestellt und diese hinsichtlich Kriterien wie Betriebskosten, Treibstoffverbrauch und der Zulassbarkeit verglichen. Die am besten geeignete Variante wird identifiziert und anschließend detailliert ausgearbeitet um ein komplettes System zu erhalten, das in einem zukünftigen Projekt im Luftschiff installiert und zugelassen werden soll.

Beitrag des IFB:

Das IFB hat die Hauptverantwortung über den hybrid-elektrischen Antriebsstrang. Dies umfasst die Recherche geeigneter Technologien mit hohem TRL und hoher Verfügbarkeit, sowie die Zusammenstellung der für die Komponenten und Antriebe zu erfüllenden Vorschriften, Richtlinien und Normen. Weiterhin werden die in Frage kommenden Architekturen und Energieträger am IFB erdacht, definiert und erstellt. Die Dimensionierung der Antriebsstränge auf die Leistungsdaten des Referenzluftschiffs ist ebenso Aufgabe des IFB wie die Beschaffung aller relevanter Kostendaten zu den Komponenten der hybriden Antriebsstränge.

Projektpartner:

ZLT Zeppelin Luftschifftechnik GmbH & Co. KG

Finanzierung:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Luftfahrtforschungsprogramm VI-1)

Laufzeit:

Oktober 2020 – März 2023

Kontakt:

Dipl.-Ing. Jonas Lay

Andreas Bender, M.Sc.

 

Team

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Gruppenleiter Bemannte Flugzeugprojekte
Telefon: +49 711 685-60528
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