Der Motor, die Leistungselektronik und das Getriebe sind der Kern des elektrischen Antriebsstranges. Diese wandeln die elektrisch bereitgestellte Energie in mechanische Energie um, die für die Schuberzeugung benötigt wird. Während der Entwicklung des Antriebsstrangs ist eine wichtige Aufgabe, die Balance zwischen abgegebener Leistung und Wirkungsgrad zu finden. Dies kann einen direkten Einfluss auf das Gewicht des Systems für die Energiebereitstellung oder die Reichweite des Flugzeuges haben. Somit ist die Auslegung des Motors, der Leistungselektronik und des Getriebes von essenzieller Bedeutung für das All-Electric Aircraft. Neben einem hohen Wirkungsgrad ist das Erreichen eines möglichst geringen Gewichts, Volumens und einer hohen Ausfallsicherheit der einzelnen Komponenten von großer Bedeutung. Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher entsprechende Konzepte erstellt werden.

Aufgaben:

• Ausgiebige Literaturrecherche zur Leistungselektronik, Elektromotoren und Getrieben
• Bewerten der einzelnen Auswahlmöglichkeiten für die Komponenten der Leistungselektronik, des Motors und des Getriebes
• Konzepterstellung und Simulation dieser im Rahmen des POD-Konzeptes
• Kritische Betrachtung der entwickelten Konzepte
• Dokumentation der Ergebnisse

Für einen optimalen Betrieb des elektrischen Antriebs-strangs im All-Electric Aircraft spielt das Kühlsystem eine entscheidende Rolle. Dies ist dafür zuständig, den Motor und die Leistungselektronik im Temperaturoptimum zu halten, damit deren Wirkungsgrad maximiert werden kann. Des Weiteren kann eine Beschädigung der Komponenten vermieden und somit die Lebensdauer des Motors und der Leistungselektronik erhöht werden. Eine der Herausforderungen hierbei ist es die Balance zwischen einer effektiven Kühlung und einer Minimierung des Gewichtes zu finden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen daherunterschiedliche Kühlkonzepte für den elektrischen Antriebsstrang erarbeitet und deren Auswirkung auf das restliche System betrachtet werden. Abschließend ist eine kritische Bewertung der einzelnen Konzepte durchzuführen.

Aufgaben:

• Ausgiebige Literaturrecherche zu Kühlkonzepten des elektrischen Antriebsstrangs
• Auswahl einer Kühlmethode für den Anwendungsfall des POD-Konzeptes
• Auslegung und Simulation des Kühlsystems
• Kritische Betrachtung des konzipierten Systems
• Dokumentation der Ergebnisse

Für das Design des elektrischen Antriebsstrangs und die Gesamtperformance elektrisch angetriebener Flugzeuge ist die Auslegung der Propeller von entscheidender Bedeutung. Eine der Herausforderungen ist dabei die Maximierung der Effizienz. Dadurch kann das Gewicht und Volumen der Komponente für die Bereitstellung der Energie reduziert werden, sodass längere Flugdistanzen ermöglicht werden. Im Zuge der am FST durchgeführten Entwicklung eines POD-Konzepts ist für den vollelektrischen Antriebsstrang ein Propeller auszulegen. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher die Konzeptionierung des Propellers auf Systemebene durchgeführt werden.

Aufgaben:

• Ausgiebige Literaturrecherche
• Vergleich und Auswahl der Propellerkonzepte
• Einarbeitung in XROTOR
• Auslegung eines Propellers mit XROTOR für einen POD im ENVISION-Projekt
• Dokumentation der Ergebnisse

Um eine weitere Effizienzsteigerung von Flügeln moderner Verkehrsflugzeuge zu ermöglichen werden intelligente Flügelfunktionen, wie aktive Lastabminderung und Flatterkontrolle erforscht. Durch eine Regelung und zuverlässige Begrenzung der Flügellasten sollen Massenreduktionen sowie eine höhere Streckung der Flügel ermöglicht werden. Um die hierfür optimalen Steuerflächen- und Betätigungskonzepte zu ermitteln, ist eine multidisziplinäre Betrachtung der Bereiche Aerodynamik, Flugmechanik und Betätigungssysteme notwendig. Hierfür sollen Kennfelder erstellt werden, die eine direkte Verknüpfung von Anforderungen und Berechnungsergebnissen dieser Disziplinen ermöglichen. Auf dieser Basis sollen geeignete Architekturen für den intelligenten Flügel ermittelt werden.

• Einarbeitung in die theoretischen Grundlagen der Aktuatorvorauslegung und der aerodynamischen Klappenlasten
• Bewerten eines Vorschlags für Kennfelder und Erstellen eines finalen Kennfeld-Layout
• Entwickeln und Durchführen einer Strategie zur Erstellung der Kennfelder
• Ableiten von geeigneten Architekturen anhand der Kennfelder und vorgegebener Randbedingungen