Die NASA entwickelt ein neues Hybrid-Elektro-Triebwerk für Flugzeuge mit weniger Verbrauch und weniger Emissionen

Auf der ständigen Suche nach Innovationen und zur Reduzierung der Umweltauswirkungen der Luftfahrt hat die NASA eine revolutionäre Initiative gestartet: das HyTEC-Projekt (Hybrid Thermally Efficient Core), das sich auf Folgendes konzentriert: Entwicklung von Elektromotoren für Flugzeuge. Dieses Projekt verspricht, die Luftfahrtindustrie zu verändern und eine umweltfreundlichere und effizientere Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren zu bieten.

Was ist das HyTEC-Projekt?

Das HyTEC-Projekt ist eine NASA-Initiative, die Teil des EAP-Programms (Electrified Aircraft Propulsion) ist. Das Hauptziel von HyTEC besteht darin, einen Hybrid-Elektromotor zu entwerfen und zu entwickeln, der fortschrittliche elektrische Antriebstechnologien mit thermisch effizienten Komponenten kombiniert. Dieser Hybridansatz zielt darauf ab, die Motorleistung zu optimieren und so die CO2-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch deutlich zu reduzieren.

Hybrid-elektrische Technologie

Der im Rahmen des HyTEC-Projekts entwickelte Motor integriert zwei Schlüsseltechnologien:

1. Elektrischer Antrieb: Verwendet Elektromotoren, um die Propeller des Flugzeugs anzutreiben. Elektromotoren sind bekannt für ihren hohen Wirkungsgrad und ihre Fähigkeit, ohne direkte Emission von Schadstoffen zu arbeiten.
2. Thermisch effiziente Komponenten: Verwendet fortschrittliche Wärmemanagementsysteme, die die Motoreffizienz maximieren, Energieverluste reduzieren und bei Bedarf den Kraftstoffverbrauch optimieren.

Vorteile von Elektromotoren in der Luftfahrt

Die Entwicklung von Elektromotoren für Flugzeuge bringt mehrere Vorteile mit sich:

• Emissionsreduzierung: Elektromotoren stoßen im Betrieb kein Kohlendioxid oder andere Schadstoffe aus, was einen wesentlichen Beitrag zum Kampf gegen den Klimawandel leistet.
• Energieeffizienz: Elektromotoren können einen größeren Teil der Energie in Nutzleistung umwandeln, was zu einem geringeren Energieverbrauch und einer höheren Betriebseffizienz führt.
• Weniger Wartung: Im Vergleich zu Verbrennungsmotoren haben Elektromotoren weniger bewegliche Teile, was die Wartungskosten und -häufigkeit senkt.
• Leiser Betrieb: Elektromotoren erzeugen weniger Lärm als Verbrennungsmotoren, was die Lebensqualität in Gemeinden in der Nähe von Flughäfen verbessert.

Herausforderungen und Zukunft des HyTEC-Projekts

Trotz ihrer zahlreichen Vorteile steht die Entwicklung von Elektromotoren für Flugzeuge vor mehreren Herausforderungen. Der Energiedichte der BatterieDer Strom ist eines der Haupthindernisse, da die Batterien leicht und leistungsstark genug sein müssen, um in der Luftfahrt eingesetzt zu werden. Darüber hinaus müssen die Ladeinfrastruktur und die Sicherheitsvorschriften an Flughäfen angepasst werden, um diese neue Technologie zu unterstützen.

Die NASA und ihre Partner sind jedoch entschlossen, diese Herausforderungen zu meistern. Das HyTEC-Projekt konzentriert sich nicht nur auf die Triebwerksforschung und -entwicklung, sondern auch auf die Zusammenarbeit mit der Industrie und Regulierungsbehörden, um ein Ökosystem zu schaffen, das eine breite Einführung hybridelektrischer Flugzeuge ermöglicht.

Bevor die Forscher mit der Konstruktion und dem Bau des Kerns beginnen konnten, mussten sie innovative neue Materialien für den Einsatz im Motor erforschen. Nach drei Jahren bemerkenswerter Fortschritte fanden die Forscher von HyTEC Lösungen.

Um die Größe eines Kerns bei gleichbleibendem Schub zu verringern, müssen Hitze und Druck im Vergleich zu Standardstrahltriebwerken erhöht werden. Das bedeutet, dass der Motorkern aus haltbareren Materialien bestehen muss, die höheren Temperaturen standhalten.

Neben der Materialforschung untersuchte das Projekt auch fortgeschrittene Aerodynamik und andere wichtige technische Elemente.

Phase 2 baut auf Phase 1 auf, um einen kompakten Kern für Bodentests zu schaffen, um die Fähigkeiten von HyTEC zu demonstrieren.

Die im HyTEC-Programm getesteten Technologien werden dazu beitragen, eine bessere Beziehung bei der Hybridisierung zu ermöglichen Kompatibilität mit nachhaltigen Flugkraftstoffen. Das Bypass-Verhältnis beschreibt das Verhältnis zwischen der durch den Motorkern strömenden Luftmenge und der außerhalb des Motorkerns strömenden Luftmenge.

Durch die Verkleinerung des Kerns bei gleichzeitiger Vergrößerung des von ihm angetriebenen Turbofans bei gleichbleibender Schubleistung würde das HyTEC-Konzept weniger Treibstoff verbrauchen und die Schadstoffemissionen reduzieren.

Quelle | TOPF