29.07.2022
Mit SaxonHy hoch hinaus!
Im Flügel integrierte Hochdruck-Wasserstofftanks am Beispiel des APUS i-5 „H“ (konzeptionelle Darstellung)
WASSERSTOFFBASIERTES FLIEGEN IN SACHSEN
Mit dem SAB-Projekt "Systemintegrierte H2-Drucktank-Baugruppen für Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt und für Zubringerflugzeuge" (SaxonHy) beginnt ein weiteres Verbundvorhaben auf dem Gebiet des wasserstoffbasierten Fliegens. Es gliedert sich in eine ganze Reihe von Forschungsaktivitäten um das hybrid-elektrische Experimentalflugzeug APUS i-5 „H“ ein, das seit 2019 von den assoziierten Projektpartnern Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co.KG und APUS – Aeronautical Engineering GmbH entwickelt und gebaut wird: Das übergeordnete Ziel – Schärfung der Kompetenzen auf dem Gebiet der emissionsfreien Luftfahrttechnologien. Im Rahmen von SaxonHy arbeiten das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK), das Institut für Luft- und Raumfahrttechnik (ILR) sowie das Institut für Energietechnik (IET) der TU Dresden mit der Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH und der EAST-4D Carbon Technology GmbH daran, in die modulare Plattform APUS i-5 „H“ einen wasserstoffbasierten Versuchsträger APUS i-5 „H“Hydro zu integrieren. An der Realisierung dieser Zielsetzung beteiligen sich weiter die assoziierten Partner COTESA GmbH und IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH, welche ihre Expertisen – in der luftfahrtgerechten Fertigung einerseits und in der Nachweisführung komplexer Wasserstoffsysteme andererseits – einbringen.
Eine der zentralen Fragestellungen beim wasserstoffbasierten Fliegen ergibt sich rund um die Speicherung des Wasserstoffs. Aufgrund der geringeren volumetrischen Energiedichte des Wasserstoffs (im Vergleich zu Kerosin) nimmt diese viel Platz in Anspruch und kann für zusätzliches Systemgewicht sorgen. Der zur Verfügung stehende Bauraum muss daher optimal ausgenutzt werden, wodurch die einzelnen Subsysteme wie Tragstrukturen, Leitstrukturen und Sicherheitssysteme außergewöhnlich stark miteinander interagieren. Dies führt zu anspruchsvollen, interaktiven Entwicklungsprozessen. Die geplanten Arbeiten im Projekt SaxonHy erfolgen am Beispiel einer in den Mittelflügel des Kleinflugzeugs integrierten H2-Drucktank-Baugruppe. Für diese Baugruppe wird ein Systemmodell als Grundlage für die Tankkonzeption und -integration erarbeitet. Unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen wird eine exemplarische Konstruktion der H2-Drucktank-Baugruppe angestrebt. Dabei wird untersucht, ob ein Tanksystem ohne einen Kunststoffliner (Typ 5-Tank) zur Erhöhung der gravimetrischen Speicherdichte zu realisieren ist. Der konzipierte Drucktank soll schließlich für die Luftfahrt gefertigt und in eigens entwickelten Systemtests unter Druck- und Manöverlasten geprüft werden, sodass im Rahmen von SaxonHy ein Zulassungskonzept für Wasserstofftanks erarbeitet wird.
Projekt SaxonHy: "Systemintegrierte H2-Drucktank-Baugruppen für Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt und für Zubringerflugzeuge"
Förderung / Finanzierung
Laufzeit
01.12.2021 bis 31.05.2023
Projektpartnerschaft mit
Konsortialführung: Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) an der TU Dresden
Institut für Luft- und Raumfahrttechnik (ILR) an der TU Dresden
Institut für Energietechnik (IET) an der TU Dresden
EAST-4D Carbon Technology GmbH
Assoziierte Partner:
Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co.KG
APUS – Aeronautical Engineering GmbH
COTESA GmbH
IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH
Projektleitung am ILK
Prof. Dr.-Ing. habil. Maik Gude (Professur für Leichtbaudesign und Strukturbewertung)
Ansprechpartner:innen am ILK
Dr.-Ing. Sebastian Spitzer, FG Leichtbauweisen, Fachgruppenleiter, +49 (0)351 463-42487,
Dipl.-Ing. Florian Schmidt, FG Duroplastverfahren und Preforming, +49 (0)351 463-42316,
Dipl.-Ing. Felix Bonn, FG Thermoplastverfahren, +49 (0)351 463-39437,