Ausgangspunkt / Motivation

Für eine wirtschaftlich und technisch machbare wasserstoffbetriebene Luftfahrt sind völlig neue Tanklösungen erforderlich. Herkömmliche Tanksysteme sind oft schwer und nehmen wertvollen Platz im Flugzeugrumpf ein. H2ELIOS setzt hier an, um integrale Tanksysteme für flüssigen Wasserstoff (LH2) zu entwickeln, die gleichzeitig als Teil der tragenden Luftrahmenstruktur fungieren können.

Diese Tanks müssen extremen kryogenen Belastungen standhalten und gleichzeitig das Gesamtgewicht des Flugzeugs drastisch minimieren. Nur durch solche hocheffizienten Speichersysteme lassen sich die ambitionierten Ziele des European Green Deal im Bereich der Emissionsreduktion im Luftverkehr langfristig erreichen.

Ziele

• Entwicklung eines innovativen und effektiven Leichtbau-Lagersystems für flüssigen Wasserstoff (LH2)
• Realisierung von zwei großskaligen Demonstratoren in Form von Rumpf-Zylinderabschnitten
• Erreichung des Technologiereifegrades TRL 5 für die Speichersysteme bis zum Projektende
• Vorbereitung des Konzepts für die spätere Integration in eine Flugzeugarchitektur zur Flugdemonstration

Inhalt

Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines neuartigen Niederdruck-Doppelschicht-Verbundtanksystems. H2ELIOS fertigt dazu zwei Demonstratoren mit einem Durchmesser von etwa 1,9 Metern und einer Länge von 2,3 Metern, die wie echte Flugzeugrumpfteile aufgebaut sind.

Diese Modelle dienen dazu, die Integration der Tanks in die Flugzeugstruktur unter realitätsnahen Bedingungen zu validieren. Das System ist flexibel konzipiert, sodass die Tankform entweder an das Profil des Flugzeugs angepasst (konformal) oder platzsparend verbaut werden kann.

Dabei werden modernste digitale Zwillinge und multidisziplinäre Designmethoden genutzt, um eine optimale Leistung und Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus sicherzustellen.

Methodik/Vorgehensweise

Die Methodik umfasst den gesamten Prozess von der multidisziplinären Designentwicklung bis hin zu umfassenden Tests unter operationalen Bedingungen. Zunächst werden innovative Fertigungstechnologien für Verbundwerkstoffe eingesetzt, um die geforderten Leichtbauziele zu erreichen.

Die Validierung erfolgt stufenweise: Begonnen wird mit Bodentests von Komponenten und Subsystemen auf angemessener Ebene. Anschließend werden die großskaligen Demonstratoren am Boden geprüft, um die Reife für spätere Flugtests nachzuweisen.

Unterstützt wird das Projekt durch einen Beirat aus Experten der Industrie sowie durch die Luftfahrtbehörde EASA, um die Einhaltung strengster Sicherheits- und Zertifizierungsstandards von Beginn an zu gewährleisten.

Erwartete Ergebnisse

• Validiertes Leichtbau-Tanksystem aus Verbundwerkstoffen für kryogenen Wasserstoff
• Erfolgreiche Demonstration der Integrationsfähigkeit des Tanks in die Flugzeugstruktur am Boden (TRL 5)
• Bereitstellung technischer Daten zur Vorbereitung der künftigen Flugerprobung und Markteinführung

Projektkoordination

Aciturri Engineering, ES

Projektpartner:innen

• TEST-FUCHS
• TEST-FUCHS Aerospace Systems
• Aciturri Corporate, ES
• Aciturri Aeronautica, ES
• Alestis Aerospace, ES
• Aciturri Aeroengines, ES
• Piaggio Aero Industries, IT
• Pipistrel Vertical Solutions, SI
• LGAI Technological Center, ES
• Novotec Consultores, ES
• Asociacion de Investigacion Metalurgica del Noroeste, ES
• Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung, DE
• C.I.R.A. Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, IT
• Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet NTNU, NO
• Panepistimio Patron, GR
• Universitat Politecnica de Catalunya, ES
• EASN Technology Innovation Services, BE