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HEMEP - Hybrid Electric Multi Engine Plane

Die Konsortialpartner im Projekt HEMEP möchten im Bereich der Luftfahrt eine Vorreiterrolle bei den elektrischen Antriebssystemen übernehmen und damit den beteiligten Firmen auch für die Zukunft eine Technologieführerschaft ermöglichen. Das Projekt eines mehrmotorigen Flugzeuges mit einem hybridelektrischen Antrieb soll dazu dienen, zunächst Grundlagen bei Berechnungsmethoden in unterschiedlichen Bereichen für das elektrische Fliegen weiter zu entwickeln.

Kurzbeschreibung

Ausgangspunkt / Motivation

Stand der Technik bei Motorflugzeugen sind Hubkolben-Verbrennungsmotoren oder Gasturbinen mit nachgeschalteten Umsetzungsgetrieben für den Propellerantrieb. Diese arbeiten bei Reisebetrieb in einem suboptimalen Wirkungsgradbereich und demzufolge mit hohem Kraftstoffverbrauch und emittieren insbesondere beim Takeoff und Climb einen hohen Schallpegel.

Elektroantriebe werden bereits in ersten Versuchsträgern wie zum Beispiel E-Genius und Antares eingesetzt. Als Vorteile der Elektroantriebe werden dabei die Emissionsfreiheit, geringe Geräuschentwicklung und hohe Effizienz stets hervorgehoben. Dieser Nutzen der Elektroantriebe soll auch bei Motorflugzeugen erschlossen werden, um eine breitere Anwendung dieser Antriebstechnologie zu erreichen und den umweltfreundlichen und ressourcenschonenden Effekt zu vergrößern.

Ziele

  • Hybride-elektrischer Antrieb
  • Generator und Pufferbatterie
  • Zukunftsweisender Erprobungsträger

Inhalt

Für die Anwendung in Motorflugzeugen wird gegenüber Motorseglern eine größere Leistung des Antriebs benötigt, wodurch für einen seriell-hybriden Elektroantrieb deutlich höhere Leistungsdichten benötigt werden, um noch eine ausreichende Nutzlast im Motorflugzeug
zur Verfügung zu haben. Eine zum konventionellen Motorflugzeug vergleichbare Reichweite kann derzeit nicht mit einer Batterie als Energiespeicher aufgrund der heute verfügbaren Energiedichte erreicht werden.

Nach derzeitigem Stand der Technik kann auf die Nutzung von Brennstoff zur Energieerzeugung nicht verzichtet werden. Ein leichter Verbrennungsmotor in Kombination mit einem Elektrogenerator als Energielieferant für den seriell-hybriden Elektroantrieb erscheint in der benötigten Leistungsklasse für Motorflugzeuge dabei gegenüber Brennstoffzellen als die günstigere Alternative bezogen auf das Leistungsgewicht.

Methodik / Vorgehensweise

Es soll gezeigt werden, dass sowohl die Einzelkomponenten als auch der Gesamtverbund eines verteilten, hybrid-elektrischen Antriebssystems dieselbe Leistung zur Verfügung stellen können wie ein herkömmlicher Flugzeugantrieb vergleichbarer Klasse. Dabei sollen sich das Gesamtgewicht sowie die räumlichen Abmaße des Antriebs nicht wesentlich verschlechtern. So soll für den Piloten des elektrifizierten Flugzeugs keine merkliche Performanceeinbuße gegenüber dem konventionell angetriebenen Flugzeug spürbar sein.

Des Weiteren sollen die Komponenten des hybrid-elektrischen Antriebs möglichst nach gültigen Luftfahrtnormen und -standards entwickelt werden, um die Zulassbarkeit des Antriebs in der Nahen Zukunft gewährleisten zu können. Eine Zulassung des Produkts innerhalb dieses Vorhabens wird jedoch nicht angestrebt.

Erwartete Ergebnisse

Es soll gezeigt werden, dass es möglich ist, den entwickelten hybrid-elektrischen Antrieb in ein zuvor herkömmlich angetriebenes Flugzeug zu integrieren. Diese erfolgreiche Integration soll durch Flugversuche nachgewiesen werden. Dadurch kann gezeigt werden, dass das hybrid-elektrische Antriebssystem eine Alternative zu gängigen, angebotenen Antrieben darstellt.

Ergebnisse zu Projektende

  • Nachweisbare Funktionalität mittels Testflüge und Aufzeichnungen
  • Grundlage für Zulassungsmodalitäten nach CS-23

 

HEMEP Diamond Aircraft (Markus Tatscher)

Projektbeteiligte

Förderprogramm: Take Off