18/03/2016 - Hybridantrieb für kleine Luftfahrzeuge

Menéame

Nach drei Jahren Arbeit habe ich im vergangenen Februar ein Projekt abgeschlossen, das sich auf die Entwicklung eines Hybridantriebssystem für kleine Flugzeuge.

Dieses System ist für Einheiten ausgelegt, die einen Elektromotor zum Antrieb des Propellers einsetzen. Mit diesem System kann die elektrische Energie entweder aus einer Batterie (die während des Fluges wiederaufladbar ist) oder aus einem an Bord installierten Kraftstoffgenerator entnommen werden.

HYPSTAIR-Projekt

Dank dieses Projekts, genannt  HYPSTAIRDie Komponenten des Hybridantriebssystems wurden seit der Konzeptionsphase entwickelt. Größe und Konstruktion der Bauteile wurden an die Leistung und Energieeffizienz des vollständigen Antriebs- und Rumpfsystems angepasst, und der fertige Motor Prototyp wurde vor kurzem erstmals in Ajdovščina, Slowenien, getestet.

Das für den ersten Testflug ausgewählte Flugzeug wurde von Pipistrel, einem slowenischen Hersteller von Leichtflugzeugen, geliefert, der das Projekt koordiniert hat. Alle Komponenten des Antriebszuges wurden von einem anderen Mitglied des Projektkonsortiums Siemens, dem weltweit führenden Anbieter von elektrischen Antriebsgeräten, entwickelt.

Neue Hybridspezifikationen

Bei den ersten Tests wurde ein Propeller mit fünf Schaufeln und niedrigen Drehzahlen pro Minute an den Motor angeschlossen. Bei der ersten Leistungsprüfung wurde das gesamte Leistungsbereich von der niedrigsten bis zur höchsten getestet. Darüber hinaus wurden alle Komponenten unter Berücksichtigung aller geltenden Vorschriften für die Zertifizierung und die Sicherheit in der Luftfahrt entwickelt.

Der 200 kW-Motor des HYPSTAIR-Projekts stellt die bisher größte Hybrid-Elektroantriebsgruppe im Luftfahrtsektor dar. Sie erzeugt tatsächlich eine Leistungsmenge, die derjenigen der typischen Triebwerke entspricht. Der HypstAIR Direktmotor ist so ausgelegt, dass er während des Starts 200 kW und bei Reisegeschwindigkeit 150 kW erzeugt. Es kann entweder im vollelektrischen Modus betrieben werden, entweder mit der Batterie oder nur mit dem Generator oder im Hybrid-Modus (durch Nutzung beider Optionen).

Die HYPSTAIR-Tests sind sehr vielversprechend, aber die aktuelle Stromspeichertechnologie hat Grenzen, weshalb das vollelektrische Antriebssystem nicht für Langstreckenflüge geeignet ist. Folglich bietet der Bordgenerator eine gewichtseffiziente, aber nicht so energieeffiziente Option zur Energieerzeugung.

Bild des Prototyps (Quelle: HYPSTAIR Project)

Um ein hochleistungsfähiges Hybridantriebssystem zu erhalten, wurden sowohl der Elektromotor als auch der Generator so konzipiert, dass hohe Leistungsdichten erreicht werden können, um das Gewicht des Antriebssystems zu reduzieren. Damit wird die Nutzlast des Flugzeugs auf ein Maximum erhöht. Die Effizienz der verschiedenen Komponenten wurde ebenfalls besonders sorgfältig geprüft, um die Energieeffizienz des Luftfahrzeugs so weit wie möglich zu erhöhen.

Eine maßgeschneiderte grafische Benutzeroberfläche

Das Projekt hat auch eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) für Hybridantriebe entwickelt, für die zahlreiche Tests und Simulationen durchgeführt wurden. Die Vorschriften und Gepflogenheiten im Luftfahrtsektor wurden eingehalten, was die Berichterstattung betrifft, aber es gibt auch innovative Aspekte, da Systeme und Regelungen aus anderen Sektoren (Navigation und Automobilindustrie) genutzt wurden.

Die neue GUI wurde in einer für professionelle Piloten vertrauten Art und Weise entwickelt, die der entsprechenden Bestimmung ähnlich ist. Diese Art der Präsentation und Anordnung kann besonders für Piloten der älteren Generation (mit geringerer Integration von Computersystemen) oder für Personen mit geringer Ausbildung in digitalen Systemen nützlich sein.

Bei der Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle haben Einfachheit und Automatisierung Vorrang, um das Ausmaß der Aufgaben zu reduzieren, die der Pilot zu erfüllen hat. In der Konstruktion wurde auch der Schwerpunkt darauf gelegt, dass der Pilot wichtige Informationen über den Zustand des Hybridsystems mittels visueller und haptischer Indikationen erhalten kann. Kurz gesagt, sie vertrauen seit dem Projekt darauf, dass ihr innovatives Interface-System als Standard in der Luftfahrtindustrie eingeführt wird.

Nächste Schritte

Nach Abschluss des Projekts sollen die in einem Flugzeug entwickelten Komponenten installiert und im Flug getestet werden, um anschließend ein Hybridantriebsflugzeug zu vermarkten.

Die entwickelten Bauteile müssen die erforderlichen Zertifizierungen gemäß den einschlägigen Normen erhalten und es voraussichtlich anderen Herstellern von Gewehren und elektrischen Bauteilen ermöglichen, sich in den Bereich von Hybrid- und Elektroantriebsflugzeugen einzudringen.

Der Erfolg dieses Projekts wird daher dazu beitragen, einen völlig neuen Sektor im Luftverkehr zu eröffnen. Die Europäische Union könnte durch die Festlegung von Standards einen deutlichen Handelsvorsprung genießen und die ersten speziell auf diesen Sektor ausgerichteten Designs auf bahnbrechende Weise einführen.

Weitere Informationen

HYPSTAIR Project

___________

Informationsdienst der Gemeinschaft für Forschung und Entwicklung

Un total de 105 estudiantes de Ingeniería de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) participaron los días 2 y 3 de octubre en la quinta edición del Navarra Talent Challenge, una iniciativa que les enfrentó durante 24 horas a ocho desafíos reales planteados por empresas industriales de Navarra. El certamen, impulsado en el marco de la Cátedra Colegio de Ingenieros...

Madrid se convertirá los próximos 28 y 29 de octubre en punto de encuentro internacional de la ingeniería y las infraestructuras con la celebración del World Infrastructure Forum (WIF), una cumbre que reunirá a más de 350 líderes procedentes de más de 40 países y a más de 50 ponentes para analizar los grandes desafíos que determinarán el futuro de...

Smart City Expo World Congress 2026(SCEWC) es el evento internacional más influyente sobre innovación urbana y ciudades inteligentes. Se celebra del 3 al 5 de noviembre de 2026 en el recinto Gran Via de Fira Barcelona, bajo el lema "Urban Solutions. Real Impact". El congreso reúne a más de 27.000 profesionales, 1.100 expositores y 600 expertos globales de 130 países...

Mateu Oliver Montserrat, vicepresidente segundo del Consejo General de Colegios Oficiales de Ingenieros Industriales (CGCOII) y decano del Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Baleares, ha sido elegido presidente de EUREL, la organización europea que reúne a asociaciones profesionales de ingeniería y promueve la cooperación entre sus miembros y la representación de la profesión ante las instituciones europeas. La elección...

Die Entscheidung des Obersten Gerichtshofs von Xustiza de Galicien (TSXG) zur Anwendung der Doktrin des Obersten Gerichtshofs und zur Ablehnung der Klage gegen die Vorabgenehmigung und den Bau des Windparks Bustelo war die Hauptrolle bei der Eröffnung der XIII Windtag Wind Galicien 2026, im Forum gerahmt Energy Days Diese Informationen wurden sowohl vom Cluster der erneuerbaren Energien Galiciens (Cluergal) als...