Chancen und Grenzen von Batterien für das elektrische Fliegen

Chancen und Grenzen von Batterien

Chancen und Grenzen von Batterien für das elektrische Fliegen

29. April 2019

Neue Gedankenräume erobern.

Luftfahrt der Zukunft Information zur Veranstaltungsreihe

Die Luftfahrt der Zukunft entsteht in der Gegenwart. Seit mehr als 75 Jahren forschen in Braunschweig Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen an neuen Anwendungen und Lösungen für die Luftfahrt. Aus diesem Grund laden die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Niedersächsische Forschungszentrum für Luftfahrt (NFL) und der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) zu einer Vortragsreihe ein.

Pilot*innen, Wissenschaftler*innen und Industrievertreter*innen berichten unter anderem in Vorträgen und auf Exkursionen über ihre Arbeit und geben einen Ausblick auf das Fliegen in Gegenwart und Zukunft.

Chancen und Grenzen von Batterien für das elektrische Fliegen

Um den Mobilitätsansprüchen zukünftiger Gesellschaften gerecht zu werden, besteht auch in der Luftfahrt ein Bedarf an nachhaltigeren und energieeffizienteren Energiequellen. Einen wichtigen Beitrag hierzu können Batterien leisten, deren Einsatz sowohl in vollelektrischen als auch in Hybrid-Konzepten vorstellbar ist. Während grundsätzlich auf den Erkenntnissen aus dem Bereich elektrischer Fahrzeuge aufgebaut werden kann, bestehen gleichzeitig spezielle Anforderungen hinsichtlich Parametern wie Energie- und Leistungsdichte und Betriebstemperatur.
Nach einer allgemeinen Einführung in die Technologie der Lithium-Ionen-Batterien werden im Vortrag verschiedene Zukunftskonzepte, die für den Einsatz in Flugzeugen in Frage kommen, betrachtet. Zu nennen sind hier vor allem Lithium-Schwefel-Batterien und Festkörperbatterien, auf deren Chancen und Herausforderungen eingegangen wird. Als ergänzender Forschungsansatz wird die Integration von Batterien in die tragende Struktur des Flugzeugs vorgestellt, dessen Potenzial abgeschätzt wird. Neben den reinen Materialsystemen wird auch die Bedeutung der verschiedenen Verarbeitungsprozesse in der Batterieherstellung betrachtet. Diese beeinflussen maßgeblich die Struktur der Produkte und auf diese Weise auch deren Eigenschaften.
Die vorgestellten Konzepte werden durch aktuelle Beispiele aus der Forschung, sowohl an der Battery LabFactory Braunschweig (BLB) als auch in anderen Arbeitsgruppen, illustriert.

Referent

  • Dr. Peter Michalowski, Institut für Partikeltechnik, Technische Universität Braunschweig

Electric Propulsion Systems for Aircraft

27. Mai 2019

Referent

  • Dr. Frank Anton, Siemens eAircraft, Erlangen

Die Zukunft von VTOL Forschung & Technologie bei Airbus Helicopters

24. Juni 2019

Airbus Helicopters investiert signifikante Summen in Aktivitäten rund um Forschung und Technologie (Research & Technology), um die Position als Marktführer im zivilen & parapublic-Bereich für Helicopter zu halten und auszubauen. Im Vortrag werden folgende Themen besprochen:

  • Verbesserung der Piloteninformationen und Einführung von automatisierten Verfahren, zur Erhöhung der Flugsicherheit.
  • Maßnahmen zur Erweiterung des Missionsbereiches für einen sicheren Flugbetrieb bei Tag und Nacht sowie bei verschiedensten Wetterlagen.
  • Neue Technologien und Bauweisen sowie effizientere Entwicklungsverfahren, zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Hubschrauber.
  • Umfassende Nutzung von Datenübertragung zur Einbindung in komplexe Operationen.
  • Die Entwicklung neuer innovativer Konzepte für die Märkte der Zukunft, wie z.B. des städtischen Luftverkehrs/Urban Air Mobility (CityAirbus) und des Hochgeschwindigkeitshubschraubers (Racer).

Referent

  • Frank Löser, Airbus Helicopters Deutschland, Donauwörth

Exkursion: AutoGyro GmbH

28. Juni 2019

Exkursion zur AutoGyro GmbH
Dornierstraße 14
31137 Hildesheim 

Schriftliche Anmeldung unter j.thomas@vdi-bs.de vom 27. Mai bis 08. Juni 2019 erforderlich.

 

Referenten:

Otto Birkner, AutoGyro GmbH

Dr. Holger Duda, Institut für Flugsystemtechnik, DLR Braunschweig

Exkursion: DLR und Airbus am Standort Stade

30. August 2019

Exkursion zum DLR Stade Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie
Ottenbecker Damm 12
21684 Stade

Schriftliche Anmeldung unter besucherwesen-bs@dlr.de vom 15. bis 31. Juli 2019 erforderlich.

Referent

  • Dr. Jan Stüve, Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Stade

Drohnen in der Stadt Entwicklung und Demonstration eines urbanen Luftverkehrssystems für unbemannte Flugsysteme

30. September 2019

In einem zukünftigen Luftraummanagementsystem für unbemannte und bemannte Luftraumteilnehmende müssen – insbesondere in urbanen Gebieten – viele Randbedingungen beachtet werden, um einen sicheren und zugleich effizienten Betrieb zu gewährleisten. Neben der großen Diversität der Fluggeräte ergeben sich hierbei auch aus Flugbeschränkungsgebieten besondere Anforderungen. Im Rahmen des Projektes City-ATM entwickelt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt mit externen Partnern ein dichte-basiertes Lufraummanagementkonzept. Dieses Konzept schließt angepasste Flugregeln, Anforderungen an Mindestabstände und den Einbezug der Leistungsprofile der (unbemannten) Luftfahrzeuge ein. Des Weiteren sieht das Konzept eine robuste Kommunikations-, Navigations- und Überwachungsinfrastruktur vor. Das DLR implementiert mit seinen Partnern das neue City-ATM-Konzept mit Prototypen und führt in verschiedenen Entwicklungsstufen Validierungen und Demonstrationen mit Flugerprobungen durch. Ergebnisse der ersten Flugdemonstrationen werden in dem Vortrag vorgestellt.

Referent

  • Stefan Kern, Institut für Flugführung, Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt Braunschweig

Airbus Single Aisle Step Change eine neuartige Strukturmontagelinie in Hamburg

28. Oktober 2019

Referent

  • Sven Lutze, Airbus Operations GmbH Hamburg

Leichtwerk AG Aircraft Design between Research and Industrialization

25. November 2019

Referent

  • Dr. Reiner Kickert, Leichtwerk AG Braunschweig

DLR Forschungsflugzeug iSTAR Flugversuche in einer neuen Dimension

09. Dezember 2019

Das DLR betreibt mit 11 Flugzeugen die größte Flotte an Forschungsflugzeugen in Europa. Das neueste Mitglied wird - unter dem Namen "iSTAR - in-flight Systems and Technologies Airborne Research" - Ende 2019 an das DLR ausgeliefert und mit einer hochgenauen Luftdatenmessanlage sowie einer Testflug-Instrumentierung, die die hoch auflösende Messung der Strukturbelastung an allen wichgen Komponenten des Flugzeuges erlaubt, ausgestattet. Hinzu kommt ein experimentelles Fly-by-Wire-System, das die direkte Steuerung aller aerodynamischen Steuerflächen sowie von Schub, Radbremsen und Bugrad erlaubt.

Mit dieser einzigartigen Ausstattung wird iSTAR universell verwendbar für eine Vielzahl von Erprobungen. Dazu zählen die Inflight-Simulation der Flugeigenschaften und -leistungen gänzlich neuer Flugzeugkonfigurationen, die Erprobung aller Varianten des unbemannten Fliegens, sowie die vollständige Digitalisierung des Flugzeuges von der aerodynamischen Beschreibung, bis hin zu neuen virtuellen Zulassungsmethoden.

Das DLR realisiert damit eine weltweit einzigartige Plattform für zukunftsweisende Forschung in der Flugphysik, der Flugsteuerung und Flugführung sowie der unbemannten Luftfahrtsysteme.

Referent

  • Dr. Burkard Wigger, Leiter Flugexperimente DLR Braunschweig und Oberpfaffenhofen

Alternative Treibstoffe in der Luftfahrt vom Fuel Design zur praktischen Erprobung

25. März 2019

Die zivile Luftfahrt ist eine relevante Quelle für anthropogene Kohlenstoffdioxidemissionen und weist ein Wachstum von ca. 5% pro Jahr auf. Aus diesem Grund setzte die International Air Transport Association (IATA) im Jahr 2013 ambitionierte Ziele für die Reduktion der CO2-Freisetzung bis 2050 fest. Das angestrebte CO2- neutrale Wachstum ab 2020 und die Absenkung der Emissionen auf die in 2005 emittierte Menge bis zum Jahr 2050 erfordern substantielle Entwicklungen im Bereich der Triebwerkstechnologie und der Luftfahrttreibstoffe.

Während die Optimierung der Triebwerkstechnologie bereits sehr weit fortgeschritten ist, stellen die alternativen Treibstoffe ein jüngeres Forschungsgebiet mit großem Potential dar. Neue, alternative Treibstoffe müssen in einem iteraven Prozess zwischen Treibstoffdesign und experimentellen Messungen entwickelt werden, wobei die strengen Sicherheitsanforderungen der Luftfahrt berücksichtigt werden müssen. Neben der Reduktion der CO2-Emissionen haben einige alternative Treibstoffe ein zusätzliches Potential, die Freisetzung von Schadstoffen zu verringern. Insbesondere die Freisetzung von Ruß und (ultra)feinen Partikeln steht hierbei im Fokus. Durch die geringere Bildung von Vorläufersubstanzen im Verbrennungsprozess sind hier Absenkungen bis 70-90% möglich. Diese Verringerung ist von hoher Relevanz für die Verbesserung der Luftqualität in der Umgebung von Flughäfen sowie bei der Bildung von Kondensstreifen in der Atmosphäre.

Der Vortrag zeigt aktuelle Entwicklungen im Bereich der Luftfahrttreibstoffe (Quellen, Verfügbarkeit), modernen Methoden des Treibstoffdesigns sowie die praktische Erprobung in Flugversuchen und Bodenmesskampagnen mit dem DLR-Forschungsflugzeug ATRA (A320-232).

Referenten

  • Dr. Uwe Bauder und Dr. Tobias Schripp, Institut für Verbrennungstechnik, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Stuttgart

Präziser Fliegen ein Assistenzsystem für lärmoptimierte und treibstoffsparende Anflüge

25. Februar 2019

Die Landung gehört zu den arbeitsintensivsten Phasen eines Fluges. Um die PilotInnen bei den komplexen Handlungsabläufen für einen möglichst lärmarmen Anflug zu unterstützen, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt das Pilotenassistenzsystem LNAS (Low Noise Augmentaon System) entwickelt. Das System zeigt PilotInnen über ein energiebasiertes Display im Cockpit an, wann die optimalen Zeitpunkte für das Setzen der Landeklappen und das Ausfahren des Fahrwerks sind. Der aktuelle Wind, die Abweichung bezüglich der optimalen Handlungszeitpunkte sowie die Geschwindigkeitsrestriktionen der LotsInnen werden kontinuierlich berücksichtigt und verändern die noch in der Zukunt liegenden Handlungsanweisungen. Handelt der/die PilotIn nach diesen Vorgaben, kann der Anflug von der Reiseflughöhe bis hinunter auf die Stabilisierungshöhe mit minimalem Schub und damit möglichst geringer Geräuschentwicklung und geringem Treibstoffverbrauch durchgeführt werden. Insbesondere in schwierigen Situationen, wie beispielsweise bei starkem Rückenwind oder hohen Geschwindigkeitsvorgaben durch die Luftverkehrskontrolle, ist das Assistenzsystem eine große Hilfe für die PilotInnen.

 

Referent

  • Dr.-Ing. Fethi Abdelmoula, Institut für Flugsystemtechnik, DLR Braunschweig

Mobil bleiben und nachhaltig werden - den Wandel in der Luftfahrt gestalten

28. Januar 2019

Die Luftfahrt ist ein essenzieller Bestandteil der Wirtschaft und trägt durch Personen- und Gütertransport wesentlich zur Mobilität und zum wirtschaftlichen Erfolg vieler Nationen und Wirtschaftsräume bei. Nach Angaben der ICAO (Internationale Zivilluftfahrtorganisation) wurden im Jahr 2017 weltweit 4,1 Milliarden Passagiere befördert und ungefähr 56 Millionen Tonnen Fracht transportiert. Weiteres Wachstum wird prognostiziert. Umso mehr gilt es, Konzepte und Lösungen zu finden, die dieses Wachstum nachhaltig gestalten.

Vor diesem Hintergrund stellen sich ökologische, ökonomische und gesellschaftliche Fragen auf dem Weg zu einem nachhaltigen Luftverkehrssystem. Welche dies sind und wie Antworten vor dem Hintergrund von Mobilität, Nachhaltigkeit und Technologie aussehen können, möchten wir im Rahmen eines

Podiumsgesprächs diskutieren:

  • Prof. Dr. Jens Friedrichs, Sprecher Excellenzcluster SE²A, TU Braunschweig
  • Daniel Reckzeh, Senior Manager Research & Technology Chief Engineering Airbus Operations GmbH Bremen
  • Prof. Dr. Robert Sausen, Institut für Physik der Atmosphäre, DLR Oberpfaffenhofen

Moderation

  • Andreas Schütz, Pressesprecher des DLR

Entwicklung eines Amphibienflugzeugs mit einem mehrmotorigen Antriebskonzept mit Elektromotoren und µ-Gasturbine

10. Dezember 2018

Im Rahmen eines Forschungsprojektes soll ein elektrisches Leichtbauflugzeug entstehen. Ähnlich wie bei allen batteriebetriebenen elektrischen Antrieben besteht hier das Problem der Reichweite aufgrund begrenzter Batteriekapazitäten. Die übliche technische Lösung aus der Fahrzeugtechnik - eine "einfache" Vergrößerung des Batteriesystems zur Realisierung der erforderlichen Reichweiten - ist für Flugzeuge nicht anwendbar. Das notwendige Zusatzgewicht des Batteriesystems ist konstruktiv nicht umsetzbar. Deshalb soll an dieser Stelle ein Range Extender mit einer elektrischen Leistung von 30 kW zum Einsatz kommen. Das Gesamtsystem bestehend aus Range Extender und Tank-System soll dabei so leicht wie möglich sein. Aus diesem Grund scheiden Hub- oder Drehkolbenmotoren (Wankelmotor) bereits aus. Deren Leistungsdichte ist deutlich geringer als die der µ-Gasturbinen.

Die "Entwicklung eines Amphibienflug-Konzepts durch ein mehrmotoriges Antriebskonzept mit Elektromotoren und µ-Gasturbine" wird aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Referenten

  • Prof. Dr.-Ing. Robin Vanhaelst, Fakultät Fahrzeugtechnik, Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften
  • Helmut Rind, Flywhale Aircraft GmbH & Co. KG

Luftgestützte Inspektionssysteme Einsatzmöglichkeiten in der Flugzeugwartung

26. November 2018

Die Thermografieprüfung großer und unzugänglicher Bauteile ist mit Herausforderungen verbunden. Inspektionen an Flugzeugleitwerken mit einer Höhe von 24 Meter, wie am Seitenleitwerk eines Airbus A380, oder an Windkraftanlagen mit Nabenhöhen von bis zu 140 Meter machen den Einsatz von Gerüsten oder Industriekletterern (m/w) notwendig. Dieser Einsatz ist mit längeren Stillstand- oder Ausfallzeiten verbunden.
Luftgestützte Inspektionssysteme bieten die Möglichkeit, schwer zugängliche Baugruppen
schnell zu erreichen, ohne den Wartungsbetrieb zu beeinträchtigen und lange Stillstandzeiten zu verursachen.

Referent

  • Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Gust, Bergische Universität Wuppertal
  • Friedrich-Wilhelm Bauer, Hochschule Hannover

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