Das Projekt TACOMA befasst sich mit der Entwicklung, fertigungstechnischen Nachweisführung und Tests kryogener WasserstoffTAnks in COMposite-BAuweise für emissionsfreie Passagierflugzeuge. Die Entwicklung von Tankinnenhüllen aus Faserverbundwerkstoffen zur Speicherung von Flüssigwasserstoff steht hierbei im Vordergrund.
Die Entwicklung eines CFK-Wasserstofftanks für Verkehrsflugzeuge wird als ein wesentlicher Schritt zur Verwirklichung des emissionsfreien Fliegens gesehen. Kryogener oder flüssiger Wasserstoff (LH2) als Treibstoff ermöglicht in Kombination mit einem turbinen- oder brennstoffzellenbetriebenen Triebwerk eine höhere Speichereffizienz als Hochdruckalternativen. Allerdings kann nur eine gewichtsoptimierte Speicherlösung die notwendigen Treibstoffmengen bereitstellen, um eine breite Anwendung in der Luftfahrt zu realisieren. Hierfür ist das Tanksystem für flüssigen Wasserstoff zentrales Element.
Das Projekt TACOMA befasst sich mit der Entwicklung, fertigungstechnischen Nachweisführung und Tests kryogener WasserstoffTAnks in COMposite-BAuweise für emissionsfreie Passagierflugzeuge. Die Entwicklung von Tankinnenhüllen aus Faserverbundwerkstoffen zur Speicherung von Flüssigwasserstoff steht hierbei im Vordergrund.
Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) bieten im Vergleich zu metallischen Tanks ein immenses Potential zur Gewichtseinsparung, was besonders für Flugzeuge mit höheren Reichweiten wichtig ist. Üblicherweise geht dieser Vorteil mit höheren Herstellkosten der CFK-Komponente einher. Bisherige Analysen zeigen, dass bei einem kryogenen Wasserstofftank in Faserverbundbauweise sowohl das Strukturgewicht als auch die Herstellkosten im Vergleich zur metallischen Variante deutlich geringer ausfallen können. Im Verbund TACOMA sollen daher Bauweisen für solch einen Tank entwickelt sowie fertigungstechnisch umgesetzt und getestet werden.
Das DLR Instituts für Bauweisen und Strukturtechnologie bringt seine Expertise der Bauteilgestaltung, der Entwicklung von Fertigungstechnologien bis hin zur skalierten Demonstration bei thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen ein. Es wurden bereits wesentliche Vorarbeiten hinsichtlich Auslegung, experimenteller Materialcharakterisierung (in kryogener Umgebung), Beschichtungskonzepten und Fertigungsverfahren geleistet, die hier weiterentwickelt und unter Kryobedingungen verifiziert werden sollen. Hierfür sind die Entwicklung und Herstellung von mehreren thermoplastischen CFK-Tankausschnitten (Cut-outs) mittels Automatisiertem Tapelegens (AFP) mit anschließenden Untersuchungen und kryogenen Tests im Projekt TACOMA am Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie geplant.
Bei TACOMA handelt es sich um ein Verbundprojekt des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo VI (3. Call) unter der Leitung der Airbus Operations GmbH. Neben den DLR Instituten Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie, Institut für Systemleichtbau, Institut für Instandhaltung und Modifikation und Institut für Raumfahrtsysteme sind die Lufthansa Technik AG, die INVENT GmbH, die Broetje-Automation GmbH und die Ostseestaal GmbH & Co. KG ebenfalls beteiligt.
