Airbus, Rolls-Royce und Siemens entwickeln Hybrid-Elektroflugzeuge

Der Erstflug des hybridelektrischen Demonstrators E-Fan X wird für 2020 erwartet

Wie in der Automobilindustrie bereitet sich auch die Luftfahrtindustrie schrittweise auf den Übergang zu Elektromotoren vor. Auch hier treten Hybridkraftwerke in der ersten Phase auf, da moderne Batterien nicht einmal an die Energiedichte von chemischem Kraftstoff heranreichen können. Beispielsweise beträgt für Lithium-Ionen-Batterien die Energiedichte 100-150 W / h / kg, für Lithium-Polymer-Batterien 150 - 200 W / h / kg. Zum Vergleich: Benzin - 11000 W / h, Wasserstoff - 33000 W / h / kg. Also wird es zuerst Hybride geben: mit Benzin- und Elektromotoren. Einige Experten der Luftfahrtindustrie glauben, dass die Zukunft der Luftfahrt eindeutig für hybridelektrische Maschinen und nur dann für rein elektrische Maschinen liegt. Hier ist der Entwicklungspfad der gleiche wie bei Autos.

Ein interessantes Experiment auf diesem Gebiet wird von Airbus, Rolls-Royce und Siemens durchgeführt. Diese Unternehmen haben eine Partnerschaft geschlossen, um einen Demonstrator zu entwickeln, der ein wichtiger Schritt in Richtung einer hybriden elektrischen kommerziellen Luftfahrt sein wird.

Die Gründung der Allianz mit „einigen der weltweit besten Experten für Elektrotechnik und Kraftwerke“ wurde bei der Royal Air Navigation Society in London bekannt gegeben.

Der erste Flug des elektrisch-elektrischen Hybrid-Demonstrationsflugzeugs E-Fan X wird 2020 nach sorgfältigen Bodentests erwartet, bei denen die BAe 146, ein kommerzielles mittelgroßes Düsenflugzeug, das 1983-2003 von British Aerospace (Großbritannien) hergestellt wurde, als „Prüfstand“ verwendet wird.

Während des Tests wird eines der Turbofan-Triebwerke BAe 146 durch einen Zwei-Megawatt-Elektromotor von Siemens ersetzt. Wenn das System seine Lebensfähigkeit unter Beweis stellt, wird versucht, eine andere "Turbine" zu ersetzen.

Jedes der drei Unternehmen der Allianz hat seinen eigenen Verantwortungsbereich. Airbus ist verantwortlich für die Gesamtintegration aller Komponenten, des hybriden elektrischen Systems und des Batteriemanagementsystems sowie für die Integration in die Flugsteuerung. Rolls-Royce wird ein Turbinentriebwerk mit einer freien Turbine, einem Zwei-Megawatt-Generator und einer Netzelektronik ausstatten. Zusammen mit Airbus werden sie an einer Lüfterhalterung mit einer vorhandenen Siemens-Gondel und einem Elektromotor arbeiten. Dementsprechend wird Siemens einen Zwei-Megawatt-Elektromotor und eine Stromversorgung dafür sowie einen Wechselrichter, einen DC-DC-Wandler und ein Stromverteilungssystem bereitstellen.

Paul Eremenko , Chief Technology Officer von Airbus, sagt, dass der E-Fan X ein wichtiger Schritt in Richtung hybrider elektrischer kommerzieller Luftfahrt sein und die glorreiche Geschichte früherer elektrisch betriebener Demonstrationsmodelle fortsetzen wird: von Cri-Cri, e-Genius, E- Stern und Ende mit dem neuesten Testflugzeug E-Fan 1.2. Airbus hat eine lange Tradition im Testen von Elektroflugzeugen im Rahmen des Airbus E-Fan- Programms. Seit 2016 arbeitet Airbus im Rahmen des E-Aircraft Systems House-Programms mit Siemens zusammen.

Die E-Fan X-Testmaschine hilft bei der Untersuchung der Probleme, die in Hochleistungs-Hybrid-Elektrizitätswerken auftreten: thermische Effekte, elektrische Traktionskontrolle, Auswirkungen von Höhe und Geschwindigkeit auf elektrische Systeme sowie Probleme mit der elektromagnetischen Verträglichkeit. Dieses Programm wird gleichzeitig dazu beitragen, eine neue Generation von Ingenieuren und Designern auszubilden, die das Gesicht der Luftfahrt der Zukunft definieren werden. Paul Eremenko ist zuversichtlich, dass die Zukunft der Luftfahrt eindeutig hinter Hybrid-Elektroautos liegt.

Es scheint, dass andere Experten ihm zustimmen. Einschließlich aus Russland. So zeigte das russische Forschungszentrum „Institut nach N. E. Zhukovsky“ auf der Flugschau MAKS-2017 im Juli erstmals Teile eines Modells eines Hybrid-Elektrizitätswerks , in dessen Gondel sich ein Elektromotor, eine rotierende Schraube und dessen Steuerungssystem befinden. Wie berichtet, ist das Hauptmerkmal des entwickelten Kraftwerks „die Verwendung elektrischer Geräte mit dem Effekt der Hochtemperatursupraleitung“. Die geplante Nennleistung eines vielversprechenden Hybrid-Elektrizitätswerks beträgt 500 kW. In der ersten Phase der Bemühungen ist die Entwicklung eines Hybrid-Elektrokraftwerks auf der Basis von Supraleitern geplant. Darauf aufbauend ein serieller Elektromotor für ein Flugzeug für 9–19 Passagiere. Das Programm ist auf drei Jahre ausgelegt.