Die AdvanTec GmbH zeigte erstmals auf der Electrifly-In in Grenchen, Schweiz, das Forschungsflugzeug E-ROP.
Der aktuelle Projektstand auf der Electifly-In in Grenchen 11. und 12. September 2021
Als Erprobungsträger für dieses Projekt dient das Hochleistungs-Segelflugzeug Antares 20 E-FES das wir auf Electrifly-In am 11. Und 12. September zeigen. Der Start und der Flug des Forschungsflugzeugs erfolgen elektrisch, geräuscharm mit Energie aus den Batterien. Mittels eines Faltpropeller, der in der Flugzeugnase integriert ist, wird das Flugzeug durch einen 30 kW Elektromotor angetrieben. Im Back-Compartment ist die Aufnahme des Range-Extenders (Wankelmotor-Generator-Kombination) geplant. Der Range-Extender wird für die Energieversorgung des Elektroantriebs während des Reisefluges und gleichzeitig für die Batterieladung genutzt die in den Flügeln untergebracht sind. In der Kombination aller Leistungsmerkmale verspricht dieses Konzept die Vision eines emissionsarmen Langstreckenfluges am besten zu erfüllen. Der vorgestellte Ansatz ist realistisch, luftfahrttauglich und vereint optimal die Vorteile eines Elektroantriebs mit denen eines Verbrennungsmotors. Berechnungen lassen eine Reichweite von 2.500 km erwarten, der Erstflug ist in der 3/4 Dekade 2021 geplant. Herr Prof. Dr. Rainer Klein von der DHBW Mosbach und Dipl. Ing. Stefan Senger werden am Sonntag den 12.09.2021 Vorträge über das Projekt im Symposium der Electrifly-In halten.
Die Zulassung des Forschungsflugzeugs ist in der letzten Phase, somit zeigen wir das Flugzeug erstmals auf dem Static Display der Electrifly-In 2021.
Weitere Projekte, die wir auf unserem Stand vorstellten.
Additive Manufacturing for Plugin Hybrid Electrical Aircraft
Das Ziel dieses Projektes ist Entwicklung und Integration des ersten additiv gefertigten Wärmetauscher in ein Luftfahrzeug. Der Wärmetauscher und die Oberfläche des Luftfahrzeuges stellen hierbei eine Einheit dar. Durch die Fertigung der Struktur in additiver Bauweise sind neue Designfreiräume gegeben, welche zur Massenreduzierung und Effizienzsteigerung genutzt werden. Darüber hinaus schafft die erfolgreiche Umsetzung des Fertigungsverfahrens die Möglichkeit, die Fertigung und Ersatzteilbeschaffung dezentral und „on demand“ sicherzustellen. Dies resultiert in reduzierten Transport- und Lagerkosten, welche wiederum die Gesamteffizienz steigert. Das entworfene Designkonzept lässt sich auf andere Komponenten der Luftfahrt übertragen, sodass weitere Systemintegrationen und Optimierungspotentiale identifiziert werden können. Ebenfalls können die Messdaten der Praxistests erste Erkenntnisse liefern in welchem Maße der Einsatz der Additiven Fertigung in der Luftfahrt weiter ausgebaut werden kann. Des Weiteren sind die Erkenntnisse über die Auslegung und Herstellung von Wärmetauschern auch auf andere Industrien übertragbar, bei denen eine hohe Wärmeabfuhr gefordert wird. Einerseits können die Erkenntnisse aus der Additiven Fertigung genutzt werden, um die Herstellbarkeit von Wärmetauschern zu bewerten. Andererseits bietet die Topologieoptimierung mit thermischen Randbedingungen welche im Projekt AMPHEA erarbeitet wird, die Möglichkeit, auf weitere Aufgabenstellungen der Industrie angewendet zu werden.
Die Projektpartner:
HEAT
Holistisches Design von Elektro Antrieben für Urban Air MobiliTy Anwendungen (in Planung)
Die zu entwickelnde Antriebsfamilie soll eine Wellendauerleistung von 35-100kW bei ca. 280 – 400V DC abbilden. Alle auf dem Markt verfügbaren Controller dieser Leistungsklasse sind wassergekühlt und damit sehr voluminös und schwer. Das damit erforderliche Kühlsystem im Flugzeug erhöht zusätzlich das Gesamtgewicht des LFZ und verkompliziert das Gesamtsystem erheblich. Speziell die Anforderung der Ausrichtung des Propellers nach Abstellen des Motors ist bei allen verfügbaren Controllern nicht gegeben. Im Gesamtverbund soll nun eine Plattform für einen kompletten Antriebsstrang entwickelt werden, bestehend aus einem hocheffizienten Motor, der zugehörigen hocheffizienten SiC-basierten Leistungselektronik, welche thermisch und mechanisch in die bestehende Flugzeugstruktur integriert wird. Die Leistungsklasse des Antriebs wird auf eine maximale Abflugmasse von bis zu 2t ausgelegt. Es wird eine neuartige Steuerung und Regelung entwickelt werden. Diese optimiert sich mittels maschinellen Lernens (KI) selbst, überwacht und optimiert die Systemparameter, Flug- und Wetterdaten und kommuniziert mittels einer Schnittstelle/HMI zum Piloten. Alle Leistungskomponenten sollen dabei einen maximal möglichen Wirkungsgrad erzielen, um damit die thermischen Verluste zu minimieren und somit den lastfallangepassten Einsatz einer reinen Luftkühlung zu ermöglichen. Damit erreicht man einen signifikanten Gewichtsvorteil gegenüber wassergekühlten Systemen. Außerdem müssen die Komponenten sehr kompakt ausgelegt sein, damit diese in den begrenzten Bauraum des Flugzeuges passen. Auch die Möglichkeit, den Wankelmotor mit einer H2-Zelle zu ersetzen wird in diesem Projekt intensiv überprüft. Die im Vorhaben von den Partnern gemeinsam realisierte, innovative Plattform einer Antriebseinheit wird abschließend öffentlichkeitswirksam in der Flugerprobung mit dem Demonstrator vorgeführt und getestet.
Das Projekt befindet sich in der Anfangsphase, weitere Informationen auf Anfrage.