Silent Air Taxi

 

Das Konzept

Das hybrid-elektrische Kleinflugzeug „Silent Air Taxi (SAT)“ ist das Konzept eines Aachener Konsortiums von Unternehmen und Hochschulen zur Verwirklichung eines extrem leisen und kostengünstigen Kleinflugzeuges zur Erschließung neuer Mobilitätsoptionen. Die projektierte Reichweite beträgt 1000 km bei einer Reisegeschwindigkeit von über 300 km/h. Das Kleinflugzeug soll bis zur vier Passagiere transportieren und den wenig frequentierten mittleren Luftraum nutzen.

 
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Der IST-Beitrag

Modell des Silent Air Taxi Urheberrecht: © e.SAT GmbH

Die Performance-Gruppe des Instituts ist an der Vorentwicklung des besonders leisen Hybridantriebsstrangs sowie an der Konstruktion des Ducted Propellers beteiligt. Im Rahmen des Vorentwurfs des Triebstrangs wird die Leistung des gesamten Antriebssystems für die gesamte Flugmission berechnet und bewertet. Basierend auf den Ergebnissen erfolgt die missionsoptimale Dimensionierung der Komponenten des Antriebssystems.

Im Gegensatz zum klassischen Entwurf liegt der Fokus beim Vorentwurf des Mantelpropellers auf der Minimierung der Lärmemissionen. Der Vorentwurf erfolgt bei IST mit Hilfe des Mittelschnittverfahrens und der Berechnung der Radialverteilung auf Basis analytischer Gleichungen. Für den dreidimensionalen, aerodynamischen und akustischen Entwurf von Propeller und Gondel werden moderne CFD-Methoden eingesetzt. Für die aerodynamische Auslegung und Optimierung des Propellers und der Gondel werden stationäre RANS-Simulationen durchgeführt. Die Berechnung der Schallerzeugung und -ausbreitung erfolgt durch hochaufgelöste Strömungssimulationen mit einem Frequenzbereichsverfahren sowie URANS-Simulationen.

Um die Schallemissionen des Flugzeugs zu minimieren, sind die Komponenten des Antriebsstrangs in den Rumpf integriert, daher ist das Thermalmanagement von besonderer Bedeutung. Die Vorauslegung der Kühlkonzepte erfolgt durch das IST mit der Berechnung der erforderlichen Kühlleistungen und Massenströme. Mit den berechneten Wärme- und Massenströmen werden die Wärmetauscher dimensioniert und im Rumpf positioniert.

Weitere Informationen zur Entwicklung von leisen und emissionsarmen Luftfahrtantrieben finden Sie auf der Homepage der JETPEL GmbH.