Please use this persistent identifier to cite or link to this item: doi:10.24405/507
Title: Methoden zur Gewichtsreduktion in elektrischen Flugzeugkabinennetzen
Other Titles: Methods of Weight Reduction in Electric Aircraft Cabin Grids
Authors: Brombach, Johannes 
Subject (DDC): Ingenieurwissenschaften
Subject: HVDC
Bordnetz
Gleichstromnetz
Netzschutz
Flugzeug
Energieversorgung
Bordnetzarchitektur
Kabinenenergieversorgung
Converter Architecture
Constant Power Loads
High-Voltage-DC
Grid Architecture
Converter Architecture
Cabin Power Supply
Issue Date: 2014
Document Type: Thesis
Document Version: acceptedVersion
Abstract: 
Aufgrund steigender Energiepreise stehen Fluggesellschaften unter finanziellem Druck. Bei Kurz- und Mittelstreckenflügen sind heute bereits 50 % der Betriebs- kosten Energiekosten. Die Fluggesellschaften sind daher bestrebt, ihre Flotte möglichst effizient zu gestalten, wodurch die Nachfrage nach Flugzeugen mit einem geringen Kerosinverbrauch gesteigert wird. Die Effizienz von Flugzeugen kann primär durch eine Optimierung der Triebwerke und der Aerodynamik verbessert werden. Auch Gewichtsreduktionen führen zu einem reduzierten Kerosinverbrauch. Aus Sicht des elektrischen Systems ergeben sich zwei Optimierungsansätze zur Steigerung der Effizienz von Flugzeugen. Eine Reduktion des elektrischen Energieverbrauchs reduziert die Wellenbelastung der Triebwerke und damit direkt den Kerosinverbrauch. Auch die Reduktion des Gewichtes des elektrischen Systems – und damit des Flugzeugs – führt zu einer Entlastung der Triebwerke. Diese Arbeit verfolgt verschiedene Ansätze zur Optimierung des elektrischen Energieversorgungssystems von zukünftigen Kurz- und Mittelstreckenflugzeugen. Durch den Einsatz von Gleichspannungsnetzen mit 270 V Netzspannung wird das Gewicht der Verkabelung reduziert. Auch das Gewicht der Lasten mit internen elektronischen Wandlern (Netzteilen) wird durch ein Gleichspannungsnetz verringert. Eine Herausforderung dabei ist die Integration eines Gleichspannungs- bordnetzes in die bestehenden Strukturen von Flugzeugherstellern, Flughäfen und Fluggesellschaften. Eine Änderung der Lastspannung führt zu einem Neudesign aller Lasten im Flugzeug. Die notwendigen Leistungsfaktorkorrekturfilter an den Eingängen der elektrischen Lasten in Wechselspannungsnetzen verursachen einen hohen Schaltungsaufwand. Bei einer Gleichspannungsversorgung werden diese nicht mehr benötigt. Auch die Integration in die bestehende Flughafeninfrastruktur ist mit einem modernen Gleichspannungsnetz durchführbar. Es werden weitere Optimierungspotentiale durch die Integration von Energie- speichern in das Flugzeugbordnetz vorgestellt. Moderne Batterietechnologien können in Zukunft die Hilfsstromversorgung in den Bodenphasen gewährleisten. Netze mit hohen Lastdichten können durch eine Vermaschung optimiert werden. In dieser Arbeit wurde ein Netzschutzkonzept für vermaschte Netze in Flugzeugen entwickelt. Zusätzlich zu den theoretischen Untersuchungen wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Teststand zur Bordnetznachbildung und ein Demonstrator für komplexe Lastmanagementuntersuchungen entwickelt. Dieser wurde genutzt, um die Integrierbarkeit neuer Technologien in Flugzeuge zu demonstrieren.
Organization Units (connected with the publication): Elektrische Energiesysteme 
DOI: http://dx.doi.org/10.24405/507
Advisor: Schulz, Detlef  
Grantor: HSU Hamburg
Type of thesis: Doctoral Thesis
Appears in Collections:Publications of the HSU Researchers

Files in This Item:
File SizeFormat
3082-pdf-2014_Brombach.pdf20.17 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record

CORE Recommender

Google ScholarTM

Check


Items in openHSU are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.