ZEBRA

Um wasserstoffbetriebene Flugzeuge zu realisieren und damit emissionsfreies und klimaneutrales Fliegen in naher Zukunft zu ermöglichen, müssen Technologien und deren Einfluss auf die Flugzeugzelle erforscht werden. Die Entwicklung und Bewertung neuer Antriebskonzepte, wie verteilter Antrieb, Wasserstoffzellen und Propeller, ergeben neue Herausforderungen auf der Flugzeugebene. Durch die Umstellung auf Propellertriebwerke ist zusätzlich eine Akustikbewertung der Schallemission in die Kabine von entscheidender Bedeutung, um die Marktakzeptanz zu gewährleisten.

Das DLR bringt als nationale Großforschungseinrichtung eine Vielzahl spezialisierter und integrativer Kompetenzen in dieses Projekt ein. Es kann dadurch auf bereits existierende Entwurfsketten zurückgegriffen werden, welche sich in zahlreichen internen wie externen Projekten bewährt haben und für die Bewertung von Technologiepotenzial und Kabinenakustik in diesem Projekt als Grundlage dienen.

Innerhalb des Luftfahrt Forschungsprogramm-Projektes ZEBRA hat das Teilprojekt ZEBRA-DLR folgende Ziele:

• Erforschung der effizienten Integration von neuartigen Antriebstechnologien (Brennstoffzellen & verteilte elektrische Antriebe) sowie deren Energiespeicher mit dem Fokus auf Nachhaltigkeit, Klimawirkung und Kabinenakustik.
• Gesamtauslegung neuartiger Flugzeugkonfiguration mit ZEROe Technologien unter Berücksichtigung aerodynamischer, antriebsseitiger, akustischer und struktureller Detailuntersuchungen.
• Flugphysikalische und ökonomische Bewertung der Flugzeugkonzepte mit ZEROe Technologien im Vergleich zu konventionellen Konzepten.
• Demonstration des Potenzials zur Effizienzsteigerung der Antriebsleistung im Reiseflug durch Optimierung verteilter elektrischer Antriebe und ihrer Anordnung unter Ausnutzung der Flugzeugzellen-Interferenzen, d.h. der aerodynamischen und strukturmechanischen Wechselwirkung von Gondeln, Pods und Propellern.
• Weiterentwicklung der eingesetzten numerischen Entwurfs- und Analyseverfahren zur Bewertung vibroakustischer Effekte sowie zur Lastanalyse für Flugzeuge der Regionalklasse mit neuartigen Antriebsarchitekturen und des Dry-Wing Konzeptes.
• Entwicklung von passiven, aktiven und hybriden lärmmindernden Maßnahmen zur Integration an Primär- und Sekundärstruktur zukünftiger Flugzeugkonfigurationen.
• Entwicklung von Optimierungsstrategien zur effizienten Integration der lärmmindernden Maßnahmen an Primär- und Sekundärstruktur zukünftiger Flugzeugkonfigurationen.
• Rückführung der Ergebnisse aus den Detailuntersuchungen in den Gesamtflugzeugentwurf für eine verbesserte Technologiebewertung auf Flugzeugebene und der Erforschung der Gesamtsystemfähigkeit der Antriebstechnologie.