Entwicklung von Kühlsystemkonzepten für brennstoffzellenbetriebene Regionalflugzeuge

Abstract

Ziel der Masterarbeit war die Auslegung von Kühlsystemkonzepten für brennstoffzellenbetriebene Regionalflugzeuge mit unterschiedlichen Kühlmethoden. Die Inbetriebnahme des Flugzeugs soll bis 2040 möglich sein, wodurch die möglichen Kühlmethoden eingeschränkt sind.

Als Auslegungsreferenz diente ein auf der ATR 72 basierendes Flugzeugkonzept. Außer dem Kühlsystem wurde ein aktuelles Brennstoffzellenmodell für die benötigte Leistung hochskaliert.

Der Wärmetauscher galt als die kritische Komponente des Kühlsystems, weshalb diese für die entstandenen Konzepte ausgelegt wurden. Es zeigte sich jedoch, dass dies nur für Luftund Flüssigkeitskühlungen gilt. In Kompressionskältemaschinen ist die Pumpe aufgrund ihres Gewichts ebenfalls eine kritische Komponente.

Mit der Arbeit konnte gezeigt werden, dass mit aktuellem technologischem Stand ein brennstoffzellenbetriebenes Regionalflugzeug bereits realisierbar ist. Jedoch führt dies zu einer erheblichen Reduzierung der Nutzlast. Diesen Nachteil bis zur anvisierten Inbetriebnahme durch technologische Entwicklung auszugleichen wird als realistisch erachtet.