Das stetig wachsende Interesse an unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) und deren unterschiedliche Einsatz- und Betriebsbereiche stellen vor allem für das Antriebssystem eine große Herausforderung dar. Hybrid-elektrische Antriebsstränge versprechen die Vorteile eines elektrisch angetriebenen Propulsors, wie besseres dynamisches Verhalten, mit denen eines konventionellen Antriebsstrangs, wie höhere Energiedichte der verwendeten Kraftstoffe, zu kombinieren. Zudem ermöglicht die Anwendung eines hybrid-elektrischen Antriebs auch mehr Freiheitsgrade bei der Integration in verschiedene UAV-Konfigurationen, einschließlich VTOL-Konfigurationen. Im Forschungsprojekt ELAPSED (Electric Aircraft Propulsion) [1] wird hierzu ein ganzheitlicher, interdisziplinärer Ansatz zur Entwicklung und Bewertung von elektrischen Antriebsträngen für Luftfahrtanwendungen untersucht. Speziell für Untersuchungen hybrid-elektrischer Konzepte wurde ein Prüfstand für kleine Wellenleistungstriebwerke aufgebaut. Experimentelle Untersuchungen zum Betriebsverhalten sind notwendig, da sich veröffentlichte Leistungsdaten für kleine Triebwerke meist nur auf ausgewählte Betriebspunkte beschränken. Mit dem Ziel, ein umfassendes Betriebskennfeld für den Einsatz in hybrid-elektrischen Antriebssträngen zu erhalten, wurde ein Wellenleistungstriebwerk mit einer maximalen Leistung von 13 kW installiert und untersucht. Mit den gemessenen Daten konnte das Kennfeld erstellt und der Betriebsbereich mit den dazugehörigen Grenzen ermittelt werden. Aufbauend darauf wird der optimale Betriebspunkt bzw. der Bereich eines effizienten Betriebs abgeleitet. Auf dessen Grundlage können die Anforderungen an die Komponenten und die Architektur des Gesamt-Antriebsstrangs festgelegt werden.
Untersuchung eines kleinen Wellenleistungstriebwerks für die Anwendung in einem unbemannten Flugzeug mit hybrid-elektrischem Antrieb
2023
9 pages
Sonstige
Elektronische Ressource
Deutsch
Flugzeug mit hybrid-elektrischem Antrieb und Verfahren zum Betreiben eines solchen Flugzeugs
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