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Scenario-based implications of liquid hydrogen storage tank insulation quality for a short-range aircraft concept

Burschyk, Tim und Silberhorn, Daniel und Wehrspohn, Jennifer und Kühlen, Markus und Zill, Thomas (2023) Scenario-based implications of liquid hydrogen storage tank insulation quality for a short-range aircraft concept. AIAA Aviation 2023 Forum, 2023-06-12 - 2023-06-16, San Diego, USA. doi: 10.2514/6.2023-3522.

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Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2023-3522

Kurzfassung

The operation of liquid hydrogen fueled aircraft differs from the well-known operations with kerosene. Heat input in the liquid hydrogen storage leads to boil-off during different phases of the aircraft operation, including extended stays on ground. To support the decision on different insulation architectures of the hydrogen storage compartment, this paper studies the implications of a required tank insulation quality on the total fuel consumption of a liquid hydrogen fueled aircraft. A coupled methodology is carried out to combine the design of the aircraft and the hydrogen fuel system with the final assessment. Therefore, multidisciplinary and multi-fidelity models cover the domains of overall aircraft design, thermodynamic and structural hydrogen storage sizing. These disciplines are linked together, forming an executable workflow for the aircraft sizing including all snowball effects. The final assessment is conducted for different operational scenarios, based on historic flight data. The operational scenarios consider different airline business models, distance networks and hydrogen airport infrastructures. As a use case, this methodology is applied on a liquid hydrogen fueled short-range aircraft concept, which has been adapted from an A321neo. The short-range aircraft concept is sized with different insulation architectures and compared with respect to the total hydrogen consumption and the direct operating cost. A dependency of the operational scenario on the most suitable insulation architecture can be identified. This underlines the necessity of a coupled approach to derive sensitivities of a required tank insulation on aircraft performance and operating costs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199226/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Scenario-based implications of liquid hydrogen storage tank insulation quality for a short-range aircraft concept
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Burschyk, TimTim.Burschyk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Silberhorn, DanielDaniel.Silberhorn (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wehrspohn, JenniferJennifer.Wehrspohn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9011-1211146992541
Kühlen, MarkusMarkus.Kuehlen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zill, ThomasThomas.Zill (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2023-3522
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hydrogen Fuelled Aircraft, Aircraft Operations, Direct Operating Cost, Airport Infrastructure, Aircraft Performance, Flight Data Analysis
Veranstaltungstitel:AIAA Aviation 2023 Forum
Veranstaltungsort:San Diego, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Juni 2023
Veranstaltungsende:16 Juni 2023
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugzeugtechnologien und Integration
Standort: Hamburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt > Automatisierung, Energie und Sicherheit
Institut für Instandhaltung und Modifikation > Produktlebenszyklus-Management
Institut für Luftverkehr > Lufttransportmanagement
Hinterlegt von: Burschyk, Tim
Hinterlegt am:20 Nov 2023 06:52
Letzte Änderung:30 Apr 2024 13:44

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

  • Scenario-based implications of liquid hydrogen storage tank insulation quality for a short-range aircraft concept. (deposited 20 Nov 2023 06:52) [Gegenwärtig angezeigt]

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