Ausgangspunkt / Motivation

Um die Ziele des European Green Deals zu erreichen und bis 2050 klimaneutral zu fliegen, ist ein technologischer Sprung hin zu hybrid-elektrischen Regionalflugzeugen notwendig. Solche Flugzeuge versprechen eine starke Reduktion des Treibstoffverbrauchs.

Die größte technische Hürde liegt in der Stromverteilung: Zukünftige Antriebe benötigen Leistungen im Megawattbereich, was deutlich höhere Spannungen erfordert als heutige Systeme. Es fehlen jedoch sichere Lösungen für die Gewichtsoptimierung, das Wärmemanagement und den Schutz vor Lichtbögen bei diesen extremen Spannungsniveaus. HECATE motiviert daher die Entwicklung robuster Verteilungsnetze, um Megawatt-Leistungen sicher und effizient an Bord zu handhaben.

Ziele

• Entwicklung und Demonstration einer hybrid-elektrischen Architektur mit über 500 kW Leistung in Bodentests (TRL5)
• Sichere Beherrschung von Hochspannungsproblemen wie Lichtbögen und elektromagnetischen Störungen in der Luftfahrt
• Optimierung des Systemgewichts, der Leistungsdichte und des Thermomanagements für Megawatt-Anwendungen
• Erstellung eines Skalierbarkeitsfahrplans für die Markteinführung hybrid-elektrischer Regionalflugzeuge bis 2035

Inhalt

Das Projekt widmet sich der Entwicklung neuer Technologien für die elektrische Architektur zukünftiger Flugzeuge. Inhaltlich deckt HECATE die gesamte Kette der Energieverteilung ab: von der Primär- und Sekundärverteilung über die Leistungswandlung bis hin zu spezialisierten Kabeln und Steckverbindungen.

Ein zentraler Fokus liegt auf der Beherrschung von Hochspannungsrisiken wie Lichtbögen und elektromagnetischen Störungen, die bei Leistungen über 500 Kilowatt auftreten. Zusätzlich wird der Designprozess durch Digitale Zwillinge digitalisiert, um die Systemintegration zu optimieren. Eine begleitende Lebenszyklusanalyse stellt sicher, dass die entwickelten Lösungen ökologisch nachhaltig sind und zukünftige Zertifizierungsstandards erfüllen.

Methodik/Vorgehensweise

Die Methodik von HECATE basiert auf einem ganzheitlichen Integrationsansatz, der 37 Partner aus der gesamten europäischen Lieferkette zusammenbringt. Die Forscher nutzen modernste Simulationstools und Digitale Zwillinge, um das Verhalten komplexer Hochspannungssysteme virtuell zu optimieren.

Zur praktischen Validierung wird eine Architektur mit mehr als 500 Kilowatt Leistung in einer speziellen Testumgebung, dem sogenannten "Copper Bird", einem bodenstationären Prüfstand der die elektrische Architektur eines Flugzeugs nachbildet, auf dem Reifegrad TRL5 demonstriert.

Dieser methodische Mix aus virtueller Entwicklung und physischen Bodentests ermöglicht es, Risiken frühzeitig zu minimieren und eine klare Roadmap für die Skalierung auf Megawatt-Niveaus und zukünftige Flugdemonstrationen ab 2035 zu erstellen.

Ergebnis zu Projektende

• Erfolgreiche Demonstration einer Hochspannungsarchitektur über 500 kW am Boden (Copper Bird) auf TRL5-Niveau
• Validierte technologische Konzepte zur Vermeidung von Lichtbögen und Störungen bei Hochspannungsanwendungen
• Detaillierte Roadmap für die Skalierung der Technologien auf Megawatt-Leistung für Flugzeuge der nächsten Generation, die ab 2035 in Betrieb gehen sollen

Projektkoordination

Collins Aerospace Ireland, IR – Koordinator

Projektpartner:innen

• AIT Austrian Institute of Technology
• Safran Electrical & Power, FR
• Safran Engineering Services, FR
• Leonardo, IT
• Airbus Defence and Space, ES
• IRT Antoine de Saint Exupery, FR
• HS Elektronik Systeme, DE
• Safran, FR
• Safran Aerosystems, FR
• Advanced Laboratory on Embedded Systems, IT
• Koninklijk Nederlands Lucht - en Ruimtevaartcentrum, NL
• Fokker Elmo, NL
• Universidad Politecnica de Madrid, ES
• Universidad Carlos III de Madrid, ES
• Aalborg Universitet, DK
• Politechnika Wroclawska, PL
• Universidad de Granada, ES
• GMVIS Skysoft, PT
• Safran Electrical & Power Chatou, FR
• Thales AVS France, FR
• Aeromechs, IT
• Aertec Solutions, ES
• Diehl Aerospace, DE
• Universita degli Studi di Salerno, IT
• Universitat Bayreuth, DE
• Temai Ingenieros, ES
• Fundacion Tecnalia Research & Innovation, ES
• Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, DE
• Universita degli Studi della Campania Luigi Vanvitelli, IT
• Technische Universität Ilmenau, DE
• Draka Fileca, FR
• Safran Electrical Components, FR
• Politechnika Lodzka, PL
• University of Nottingham Italy, IT
• Thales AVS France, FR
• Goodrich Control Systems, GB
• AeroSpaceHV, GB
• The University of Nottingham, GB
• Goodrich Controls Holding, GB

Collins Aerospace Ireland
Web: www.rtx.com/collinsaerospace