Einen Schritt voraus für das Flugzeug der Zukunft
Ein neuer Hybrid-Motor mit einem neuartigen Antriebssystem und Architektur wird derzeit in dem EU-finanzierten Projekt "Advanced hybrid engines for aircraft development" (AHEAD)(öffnet in neuem Fenster) entwickelt. Die Forscher werden die Machbarkeit des Konzepts für einen Hybridmotor für die nächste Generation von Multi-Fuel-Blended-Wing-Body-Flugzeugen (MF BWB) nachweisen. Das Multi-Fuel-BWB-Flugzeug hat die Fähigkeit, kryogenen Kraftstoff- und Biokraftstoff zu tanken. Es verfügt über effiziente Hochauftriebsflügel und einen großen tragflächenförmigen Körper, der die Kraftstoffeffizienz und Reichweite möglicherweise erhöhen könnte. Das bahnbrechende Design des Hybridmotors enthält neue Systeme. Zum Beispiel verringern die eingehüllten gegenläufig rotierenden Luftschrauben den erforderlichen Durchmesser und verbessern den Vortriebswirkungsgrad bei gleichem Bypass-Verhältnis. Der Einbau einer Zapfluftkühlung reduziert den Kraftstoffverbrauch und durch die Grenzschichtaufnahmemethode (boundary layer ingestion method) für eingebettete Hybridmotoren wird die Motoreffizienz erhöht. Um die CO2- und NOx-Emissionen zu verringern, wird ein duales Hybrid-Verbrennungssystem (unter Verwendung von Wasserstoff und Biokraftstoffen unter flammenlosen Bedingungen) eingesetzt. Der Einsatz des MF BWB mit verflüssigtem Erdgas und Kerosin verursacht eine CO2-Verringerung um 65%, von 80% bei NOx und eine signifikante Geräuschreduzierung. Die CO2-Reduktion ist höher bei der flüssigen Wasserstoffversion (LH2), aber die Lebenszykluskosten des CO2 für LH2 müssen noch berechnet werden. Die bisherigen Ergebnisse haben die geplanten Ziele weit übertroffen. Der vorläufige Entwurf des BWB-Flugzeugs (Nurflügler) ist abgeschlossen. Die Architektur des Hybridmotors wurde optimiert. Das Zapfluftkühlsystem wurde definiert und der Wärmetauscher ausgewertet, um das Patent einzureichen. Mithilfe von computergestützten Fluiddynamiksimulationen wurde die beste Geometrie für die Wasserstoff-Verbrennungskammer ausgewählt, die jetzt hergestellt wird. Um die Auswirkungen auf die globale Erwärmung zu beurteilen, wurde die Wirkung von Wasserdampf, CO2- und NOx-Emissionen aus dem AHEAD-Flugzeug mit Hybridmotoren bewertet. Besondere Aufmerksamkeit liegt auf den Auswirkungen von Wasserdampf, der als Kondensstreifen in großer Höhe austritt und der sich wahrscheinlich auf die globale Erwärmung auswirkt. Der AHEAD-Hybrid-Motor wird einen massiven Fortschritt in Hinsicht auf die Umweltfreundlichkeit bedeuten. Zusammen mit dem vorgeschlagenen Hybrid-Motor-Konzept verspricht die BWB-Konfiguration den benötigten Durchbruch in der zivilen Luftfahrttechnik.
