Das europäische Clean-Aviation-Projekt SWITCH (Sustainable Water-Injecting Turbofan Comprising Hybrid-Electrics) erreicht mit dem Testbeginn des elektrischen Antriebssystems einen wichtigen Meilenstein. Erstmals werden Motorgeneratoren, Steuerung und Leistungsverteilungssysteme integriert erprobt. Die Tests finden in "The Grid" statt, einem Labor für moderne elektrische Antriebe von Collins Aerospace in Rockford, Illinois. Das teilte Collins Aerospace am 16. März mit.
Ziel von SWITCH ist es, einen Getriebefan von Pratt & Whitney mit einem elektrischen Antrieb zu kombinieren. Zum Einsatz kommen sollen zwei Hochleistungselektromotorgeneratoren von Collins Aerospace auf der Hochdruck- (500 kW) und der Niederdruckwelle (1 MW) in einer parallel-hybriden Konfiguration. Die Motorgeneratoren sollen elektrisches Rollen ermöglichen und zusätzliche Leistung bei Start und im Steigflug bereitstellen. Die Integration der beiden Motorgeneratoren in einen Getriebefan-Demonstrator ist Teil der nächsten Testphase, so Collins Aerospace. Wann die Bodentests mit einem hybrid-elektrischen Getriebefan stattfinden sollen, ist nicht bekannt. Ursprünglich waren sie für Ende 2025 geplant.
Technologien aus Deutschland
Die Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs wurden in europäischen Zweigstellen des US-Luftfahrtzulieferers Collins Aerospace sowie bei GKN Aerospace entwickelt. Die starken E-Motorgeneratoren stammen von Collins Aerospace in Solihull, Großbritannien, die Leistungsverteilungskomponenten inklusive Halbleiter-Leistungsregler und Stromverteiler-Panel kommen von der Collins-Tochter HS Elektronik Systeme im bayerischen Nördlingen. Das Verbindungssystem für die Hochspannungs-Stromkabel hat GKN Aerospace in Papendrecht, Niederlande, beigesteuert.
"Der Beginn der Tests mit dem Antriebsstrang-Teilsystem ist ein entscheidender Schritt, um das Potenzial des Einsatzes stärker elektrifizierter Systeme in künftigen Verkehrsflugzeugen aufzuzeigen", so Kristin Smith, Vizepräsidentin für elektrische Antriebssysteme bei Collins Aerospace. "Hybrid-elektrische Technologie hat das Potenzial, die Luftfahrt zu verändern, indem sie eine höhere Treibstoffeffizienz bei zahlreichen künftigen Flugzeugtypen ermöglicht, darunter auch bei der nächsten Generation von Single-Aisle-Flugzeugen."
Keine Wasserdampfeinspritzung
Ursprünglich war unter SWITCH auch eine Wasserdampfeinspritzung in die Brennkammer des Getriebefans angedacht. Allerdings haben Analysen gezeigt, dass sich nicht die erhofften Treibstoffeinsparungen ergeben. Der deutsche Triebwerkshersteller MTU Aero Engines, der das SWITCH-Projekt leitet und für die Wasserdampfeinspritzung verantwortlich war, hat deshalb beschlossen, das Konzept des Water-Enhanced Turbofan (WET) nicht weiterzuverfolgen. Die MTU will jedoch die Abwärme aus dem Triebwerk nutzen, um den thermischen Kreisprozess zu verbessern. Weitere Details sind bisher nicht bekannt. Insgesamt ist das Ziel von SWITCH, den Treibstoffverbrauch um 20 Prozent im Vergleich zur aktuellen Triebwerksgeneration zu reduzieren.
An SWITCH beteiligt sind neben MTU Aero Engines, Pratt & Whitney, Collins Aerospace und GKN Aerospace auch Airbus und weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen wie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). SWITCH begann 2023 und läuft noch bis dieses Jahr. Das Gesamtbudget liegt bei 67,9 Millionen Euro, die EU steuert 48,5 Millionen Euro bei.
