Flugzeuge aus dem Projekt im Flug

Flügel leichtgemacht – Composite Design für klimaneutrale Flugzeuge

Mit welchen Technologien gelingt die Transformation zum klimaneutralen Luftverkehr? Wie lassen sich diese Technologien in Flugzeugarchitekturen integrieren? Diese Fragen will das EXACT-Projekt gesamtheitlich untersuchen. Zur Auslegung und Bewertung derartiger Flugzeugkonzepte dient ein eigens aufgebauter multidisziplinärer Entwurfsprozess. Das lightworks-Framework stellt darin die Methoden zur Flügelauslegung mit hoher Recheneffizienz bereit. Klimaneutrales Fliegen bis 2040 Vor dem Hintergrund…

Prüfaufbau für Permeabilitätsmessungen bei kryogenen Temperaturen

Wasserstofftanks dauerhaft dicht – Permeation und Leckage auf dem Prüfstand

Die weltweiten Klimaziele erfordern u. a. eine massive Reduktion von Treibhausgasemissionen auch in der Luftfahrt. Wasserstoff als alternative Energiequelle für Flugzeuge erscheint als vielversprechende Lösung, da er im Vergleich zu Kerosin kaum klimaschädlichen Emissionen verursacht. Eine der größten Herausforderungen liegt in der Speicherung von flüssigem Wasserstoff (LH2) bei kryogenen Temperaturen. Effiziente und sichere LH2-Speichersysteme sind entscheidend.…

1. Integrierter H2-Tank und Detailansicht des mikromechanischen Aufbaus

Ist der Tank noch ganz dicht?

Wasserstoffdrucktanks sind als Energiespeicher ein Grundbaustein für zukünftige Antriebstechnologien. Entsprechende Druckbehälter stellen zweierlei Grundanforderungen an das Material für die Tankhülle. Es muss die mechanische Belastung durch den Innendruck aushalten und die Dichtheit gegen Gasaustritt gewährleisten. Konventionell gebaute Wasserstoffdrucktanks bestehen aus einer zweischichtigen Struktur: einer innenliegenden isotropen Isolierschicht (Liner), um den Austritt von Wasserstoff zu verhindern,…

Nach der Entformung: eine geschlossene, einfach gekrümmte Rohrprobe

Rohrproben – ein pragmatischer Erkenntnisweg für den LH2-Tank

Wasserstoff ist eine vielversprechende Treibstoffoption für die kommende Generation von Verkehrsflugzeugen. An Bord wird er in flüssiger Form, d.h. kryogen, bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt mitgeführt und als LH2 bezeichnet. Ein großer Tank ist notwendig mit sehr guter thermischer Isolation. Tank und Isolation erhöhen die strukturelle Masse. Das Gewicht eines Flüssigwasserstofftanks ist eine Material-…

Thermische Dehnungen im kryogenen Wasserstofftank – Messen und Verstehen

Der Klimawandel stellt auch die Luftfahrt vor große Herausforderungen. Fliegen muss nachhaltiger werden. Hier eröffnet insbesondere Wasserstoff neue Perspektiven für eine emissionsfreie Luftfahrt. Für den Flugbetrieb stellt die Nutzung von flüssigem Wasserstoff (Liquid Hydrogen, LH2) eine hocheffiziente klimafreundliche Lösung dar. Die Speicherung erfolgt bei kryogenen Temperaturen, bei etwa -253 °C. Neben den mechanischen Lasten muss…

CFK-Flüssigwasserstofftanks von Größe S bis XXL für ein CO2-freies Fliegen

Zukünftige CO2-freie Wasserstoffantriebe erfordern effiziente Technologien und Systeme zur Treibstoffspeicherung. Für Verkehrsflugzeuge ist die Wasserstoffspeicherung in kryogener Form die interessanteste Variante. Wasserstoff ist zwar deutlich leichter als Kerosin, beansprucht jedoch mehr Volumen und einen dedizierten Platz für die benötigten Druckbehälter. Sind große Tanks als Gondel unter den Flügeln oder im Rumpfheck die Lösung für zukünftige…

Konzept für den Flüssigwasserstofftank

Immer schön kühl bleiben – Herausforderungen für die Strukturauslegung von Wasserstofftanks

Der Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung fordert auch vom Flugzeugbau und -betrieb radikale CO2-Einsparungen. Ein Weg dahin führt von konventionellen zu wasserstoffbasierten Antriebssystemen, sei es die Brennstoffzelle mit Elektropropeller oder die wasserstoffbetriebene Gasturbine. Die Integration solcher Antriebssysteme stellt KonstrukteurInnen vor ganz neue Herausforderungen. Dies betrifft insbesondere die Wasserstoffspeicherung bei kryogenen Temperaturen. Es gilt vor allem, die…

Die dünnsten Lagen kommen groß raus – Erforschung von Thin Plies

Zu dünnschichtigem kohlenstofffaserverstärktem Prepreg-Material, sog. “Thin Ply“-Material, werden im Rahmen des interdisziplinären Exzellenzclusters „Sustainable and Energy Efficient Aviation“ (SE²A) Forschungsarbeiten zu Ablagetechnologien durchgeführt. Erforschung der automatisierten Ablage von Thin Ply Prepreg In den vergangenen zwei Jahren wurden im Rahmen von SE²A am Institut die Eigenschaften und die automatisierte Verarbeitung von Thin Ply Prepregs erforscht. Thin…

Der Weg zu leichten und langlebigen Wasserstoffdruckbehältern

Aktuelle Wasserstoffdruckbehälter aus CFK sind im Vergleich zur transportierten Wasserstoffmenge schwer und werden ungeachtet ihres aktuellen Zustands nach einer vordefinierten Anzahl von Betankungen ersetzt. Das hohe Strukturgewicht und die konservativen Einsatzszenarien sind die Folge von Unsicherheiten: Wie genau ist der Tank gefertigt? Wird der Tank im Betrieb beschädigt? Wie zuverlässig sind die Berechnungsmodelle? Das neue…