A. Lücken, T. Kut, H. Rothkranz, S. Dickmann, D. Schulz

Neben der Steigerung der Systemeffizienz hat die Einhaltung der hohen Sicherheitsstandards oberste Priorität bei der Entwicklung moderner Verkehrsflugzeuge. Durch die Umsetzung des More-Electric-Aircraft Konzepts wird zukünftig ein hoher Grad an elektrischen Flugzeugsystemkomponenten vorherrschen. In diesem Zusammenhang kann die Substitution der herkömmlichen, kerosinbetriebenen Gasturbine (Hilfstriebwerk) durch ein multifunktionales Brennstoffzellensystem eine Variante sein, moderne Verkehrsflugzeuge effizienter und damit umweltverträglicher sowie kostenkünstiger zu betreiben. Das breite Aufgabenspektrum dieses Systems und die daraus resultierenden behördlichen Sicherheitsanforderungen machen eine Zuverlässigkeitsanalyse bereits in der Entwicklungsphase notwendig. Der elektrische Anteil am multifunktionalen Brennstoffzellensystem stellt einen wesentlichen Beitrag am Gesamtsystem dar und wird innerhalb der vorgelegten Arbeit analysiert. Es wird die Notwendigkeit einer Zuverlässigkeitsanaylse beschrieben und anhand bereits entwickelter elektrischer Anschlussarchitekturen auf die Einhaltung der hohen Sicherheitsanforderung angewendet. Die Ergebnisse werden bewertet und auf mögliche Optimierungen hingewiesen. Abschließend werden eine erweiterte elektrische Architektur vorgestellt und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Zuverlässigkeitsanalyse dargestellt.

Besides increasing system efficiency, adherence to high safety standards is a top priority in the development of modern commercial aircraft. The implementation of the More-Electric-Aircraft concept will lead to a high degree of electric aircraft system components in the future. In this context, replacing the conventional, kerosene-powered gas turbine (auxiliary engine) with a multifunctional fuel cell system can be one way to operate modern commercial aircraft more efficiently, and thus more environmentally friendly and cost-effectively. The broad range of functions of this system and the resulting regulatory safety requirements necessitate a reliability analysis as early as the development phase. The electrical component of the multifunctional fuel cell system represents a significant contribution to the overall system and is analyzed within this work. The necessity of a reliability analysis is described and applied to compliance with the high safety requirements using already developed electrical connection architectures. The results are evaluated, and potential optimizations are identified. Finally, an extended electrical architecture is presented, and its resulting impact on the reliability analysis is described.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, Stuttgart

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2013

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2013121311833

Brennstoffzelle, More-Electric-Aircraft, Zuverlässigkeit

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13.12.2013