Integrated Power and Propulsion System
Das vom DLR-Institut für Elektrifizierte Luftfahrtantriebe initiierte EU-Projekt FlyECO (Future enabLing technologies for hYdrogen-powered Electrified aero engine for Clean aviatiOn) folgt dem Aufruf von Horizon Europe zur Entwicklung zukünftiger Technologien für ein wasserstoffbetriebenes, elektrifiziertes Triebwerk für eine saubere Luftfahrt.
FlyECO liefert ein Antriebssystem auf der Basis einer mit Wasserstoff betriebenen Gasturbine, die mit einer Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) gekoppelt ist. Die Kopplung erfolgt sowohl thermodynamisch über einen modifizierten Brayton-Kreisprozess als auch mechanisch über einen Elektromotor, welcher die Gasturbine unterstützt. Das Produkt ist ein Triebwerk mit signifikant höherer Effizienz, was zu einem verringerten Treibstoffverbrauch führt. Das Exponat veranschaulicht den initialen Entwurf des Antriebssystems in einer Gondel.
Die Nutzung von Wasserstoff als einzige Energiequelle bietet die Möglichkeit, die CO2-Emissionen des Luftverkehrs zu eliminieren. Durch die zusätzliche synergetische Nutzung von Abwärme und Wasser als Produkt der chemischen Reaktion in einer SOFC können die Stickoxid-Emissionen (NOx) signifikant reduziert werden.
Als Anwendungsfall für die Entwicklung des Antriebssystems mit einem Megawatt Leistung wurde ein Regionalflugzeug mit 19 Passagieren gewählt. Die Technologie eignet sich jedoch auch für die Skalierung in andere Leistungsklassen.
Bereits durchgeführte Analysen und Parameterstudien im FlyECO-Projekt liefern wertvolle Erkenntnisse zu den Limitierungen einzelner Bauteile und haben die Weiterentwicklung der Architektur nachhaltig geprägt. Zudem wurden erste Betriebs- und Regelstrategien entwickelt, die im weiteren Projektverlauf (bis Ende 2026) validiert werden sollen, um ihre Praxistauglichkeit zu prüfen.
Die Implementierung des im Projekt FlyECO entworfenen Antriebssystems kann zu einem emissionsarmen und nachhaltigen Wachstum der Luftfahrt beitragen und hat das Potenzial, die Klimaneutralität der Luftfahrt bis 2025 zu ermöglichen.
Link:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
DLR-Institut für Elektrifizierte Luftfahrtantriebe
E-Mail contact-dlr@DLR.de
Einige der Tests werden am Hybrid-elektrischen Bodendemonstrator (HeBo) am DLR-Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart durchgeführt.
