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Die Reduktion klimaschädlicher Emissionen ist ein wesentliches Ziel im modernen Luftverkehr. Dafür geeignete Ansätze stellen unter anderem emissionsoptimierte Flugprofile sowie der Einsatz hybrid-elektrischer Antriebstechnologien dar. Um damit verbundene Vorteile identifizieren und quantifizieren zu können, wurde am Lehrstuhl für Turbomaschinen und Flugantriebe der TU Dresden ein modularisiertes 1D-Triebwerksmodell entwickelt, welches die Leistungsrechnung und die Emissionen thermischer Flugantriebe im Auslegungspunkt sowie Off-Design (quasi-stationär) abbilden kann. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird zunächst die Validierung des bestehenden Modells vertieft und dieses um ausgewählte thermische Triebwerksarchitekturen erweitert. Dabei stehen die Emissionsberechnung und der Off-Design-Betrieb aller Triebwerkskomponenten im Fokus. Von besonderer Bedeutung und Hauptteil der Arbeit ist die Integration hybrider Antriebskonzepte am Triebwerk selbst sowie hinsichtlich notwendiger Komponenten wie bspw. E-Maschinen und Batterie. Teil dessen ist die Literaturrecherche der Funktionsweise und die Ausarbeitung von Modellierungsansätzen zur Umsetzung hybrid-elektrischer Teilkomponenten und deren Verknüpfung zu Triebwerksarchitekturen. Die Implementierung und Validierung für stationäre On- und Off-Design-Berechnungen ist wesentlicher Bestandteil der Arbeit. Das entwickelte Triebwerksmodell kann für die vergleichende Betrachtung ausgewählter Triebwerksarchitekturen und Flugzyklen angewendet werden und liefert somit eine Grundlage für de-ren Optimierung. Der Brennstoffverbrauch und entstehende Emissionen können für verschiedene Triebwerke und Flugmissionen konkret ausgerechnet und abgeschätzt werden. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für die Entwicklung neuer hocheffizienter Triebwerke. Dies ermöglicht die gezielte Reduzierung von Emissionen im Luftverkehr für konventionelle sowie für revolutionäre, fortschrittliche und noch in der Entwicklung befindliche Triebwerke.:Problem Zielstellung Methodik Ergebnisse Zusammenfassung |
