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ZeroAvia hydrogen-electric powertrain undergoes Ansys simulation

ZeroAvia is using Ansys simulation to help address challenges linked to thermal management, safety, fatigue and lifting, along with Ansys‘ certified model-based solution to develop and certify the embedded engine controls. Ansys simulations are applied from early design stages through certification of all critical aspects of ZeroAvia’s sustainable powertrain. Hydrogen-electric propulsion technology can produce 90% fewer lifecycle emissions than jet fuel-powered turbines and ZeroAvia predicts its powertrain will result in substantially lower operating costs. ZeroAvia demonstrated the potential for zero-emission flight by flying the world’s largest hydrogen-electric powered aircraft, a Piper Malibu. ZeroAvia engineers leveraged Ansys multiphysics simulations — including structural analysis, fluid dynamics, FSI, electromagnetic, and electromechanical analysis — to help make this electric-powered plane a reality.

The ZeroAvia system uses electricity generated by a solar panel to run an air compression pump. When combined with hydrogen stored in an onboard tank, oxygen from the compressed air reacts with hydrogen in the fuel cell to produce electricity to power an electric airplane motor. Water is the only emission from this process — no carbon-based greenhouse gases. The ZeroAvia team used Ansys SCADE to automatically generate the code controlling the motor, which helps reduce human error and costly coding mistakes. ZeroAvia also leveraged Ansys medini analyse software to validate the safety of the aircraft’s hydroelectric systems – supporting and accelerating the stringent certification process.

„Without Ansys, we would still be writing code for the high-level applications, which would have increased the development and verification,“ said Youcef Abdelli, chief technology officer and chief engineer of electric propulsion systems at ZeroAvia. „For system certification, we use Ansys simulation to support the critical aspects of hydrogen-electric engine design – including thermal, safety, certification, stress, fatigue, and lifting.“

ZeroAvia will soon fly a retrofitted Dornier 228 aircraft to flight test its market-entry product – a 600kW hydrogen-electric powertrain designed for 9-19 seat aircraft to be commercialized by 2024. ZeroAvia is also already working on developing a 2-5MW powertrain capable of flying 40-80 seat aircraft by 2026. For these two certified-intent systems, ZeroAvia is working with Ansys software.

„Ansys simulation has long been used for aircraft control code, so we are excited to see that startup companies with new ideas like ZeroAvia are turning to Ansys to accelerate the development of their hydrogen fuel cell aircraft,“ said Walt Hearn, vice president of global sales and customer excellence at Ansys. „By reducing aviation emissions, their hydrogen-electric powertrains will support global efforts to halt climate change.“ Source: ‚AdvanceADS‚.

Fuelcell Testfligt Ends in Wreckage

On April 29th, 2021, ZeroAvia’s R&D aircraft made an off-airport landing just outside Cranfield airport perimeter during a routine pattern test flight (logged as ZeroAvia Test 86, and the 6th flight in this flight testing segment). The aircraft landed normally on its wheels in a flat grass field and almost came to a stop, but was damaged as it caught the left main gear and wing in the uneven terrain at the end of the field at low speed. Everybody involved is safe, and without injury. The incident was immediately reported to the Air Accidents Investigation Branch (AAIB), and the Fire Service attended on the ground, as is the standard procedure.

The facts as they stand now are as follows: the flight conformed to the approved test route over the airport; the structural integrity of ZeroAvia systems was maintained throughout the incident sequence and there were no unintended hydrogen or electrical releases and no fire; after the landing, the crew were able to safeguard the battery and safely release hydrogen from the onboard tanks, following ZeroAvia safety protocol; no fluid leaks were observed at the time; and full data logs were preserved and will be used in our investigation.

Following the flight test incident, ZeroAvia appointed a team of experts to conduct the internal investigation. These individuals, led by Dominic Cheater, ZeroAvia’s Head of Airworthiness, are independent from the design and operation of the HyFlyer I program. Dominic holds extensive expertise in airworthiness, flight test engineering and air safety. He has past experience with major industry names such as Babcock International as Chief of the Office of Airworthiness.

The investigation team will deliver a full review of the incident in collaboration with the UK’s AAIB, in-line with industry best practices and procedures. It will investigate the technical and operational events of the incident, identify its root causes, and ensure we learn from them. The process is already underway and we will share more once it is complete.

We will continue to work with the AAIB to ensure the delivery of a full and detailed investigation of the incident. As with any investigation, it will take some time. It is paramount we follow procedure and refrain from rushing the process. We will provide updates as we are able.

This incident and the ensuing investigation will undoubtedly disrupt our 6-seat HyFlyer demonstration program that was coming to an end in the following weeks. However, we do not expect any negative impact on our commercial-intent HyFlyer 2 program targeting 10-20 seat aircraft, or our large-engine development program targeting 50+ seat aircraft. Source: ‚ZeroAvia‚ (text) and ‚fuellcellworks.com‚ (image).

Geld von Bill Gates und Jeff Bezos für Wasserstoff-Flugzeug

Das Startup ZeroAvia will bis 2023 serienreife Technik für Wasserstoffantriebe liefern können. Nun hat ZeroAvia eine weitere Finanzierungsrunde abgeschlossen. Das kalifornische Startup ZeroAvia, das wasserstoffbetriebene Antriebssysteme für Flugzeuge entwickelt, bekommt in einer Finanzierungsrunde Geld von Fonds, in die Microsoft-Mitgründer Bill Gates und Amazon-Chef Jeff Bezos involviert sind. 21,4 Millionen US-Dollar seien in einer Finanzierungsrunde zusammengekommen, an der Gates‘ Breakthrough Energy Ventures und Bezos‘ Amazon Climate Pledge Fund beteiligt sind, heißt es in einer Mitteilung. ZeroAvia ging außerdem eine Partnerschaft mit British Airways ein und erhielt von der britischen Regierung eine Genehmigung für eine neue Finanzierung um weitere 16,3 Millionen US-Dollar, teilte das Startup mit. Es habe somit seit seinem Bestehen knapp 50 Millionen US-Dollar Investments eingesammelt.

20 Sitze, 800 Kilometer
ZeroAvia will ab 2023 Antriebsstränge für Jets mit bis zu 20 Sitzen und 800 Kilometern Reichweite auf den Markt bringen. Mit dem frischen Geld könne es die Entwicklungsarbeiten beschleunigen, teilt ZeroAvia mit. Derzeit zeigten sich gut zehn Airlines interessiert an der Technik des Unternehmens. Bis 2026 sollen Flugzeuge für 80 Passagiere und 800 Kilometer und bis 2030 für 100 Passagiere und 1600 Kilometer Reichweite mit der Wasserstoff-Technik ausgerüstet werden können, lautet die Ziele.

Jets, die mit Brennstoffzellen betrieben werden, will auch Airbus bauen. Der Flugzeughersteller hat dafür kürzlich eine Kooperation mit dem deutschen Automobilzulieferer Elring Klinger geschlossen. Im Rahmen des Projekts ZEROe soll bis 2035 das erste emissionsfreie kommerziell betriebene Flugzeug fertig sein. Ein reiner Batterieantrieb stoße in der Luftfahrt auf längeren Distanzen oder für größere Flugzeuge wegen der eingeschränkten Leistungsdauer und des Gewichts an seine Grenzen, wirbt Elring Klinger für seine Technik. Brennstoffzellen seien hingegen eine leistungsfähige Alternative. Quelle: ‚Heise.de‚.

Brennstoffzellen-Flugzeug gelingt Erstflug

Ein von dem auf elektrische Flugzeugantriebe spezialisierten Unternehmen ZeroAvia gebautes Brennstoffzellen-Flugzeug mit sechs Sitzen hat seinen Erstflug absolviert. Noch vor Ende des Jahres ist ein Flug über 400 Kilometer geplant. Der Erstflug des Wasserstoff-Flugzeugs gelang im Rahmen des von der britischen Regierung unterstützten Projekts HyFlyer in Cranfield, östlich von Milton Keynes gelegen. Im Juni dieses Jahres hatte ZeroAvia bereits erfolgreich den Erstflug eines Batterie-elektrischen Flugzeugs absolviert, nun wurde anstelle der Batterie ein anderer Energiespeicher eingesetzt.

Für die Zukunft geht Val Miftakhov, CEO von ZeroAvia, aber davon aus, dass sich der Fokus bei Flugzeugen in Richtung Wasserstoff verschiebt – auch mit dem Wechsel von unter Hochdruck gespeichertem H2 zu gekühltem, flüssigen Wasserstoff. „Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme sind derzeit selbst bei Druckgas-H2-Speicherung etwa viermal energiedichter als die besten verfügbaren Batterien“, so Miftakhov. „In fünf Jahren erwarten wir tatsächlich, dass die Speicherung von flüssigem Wasserstoff in Flugzeugen sicherheitsqualifiziert ist, sodass wir in noch größeren Flugzeugen eine Reichweite von mehr als 1.000 Meilen erreichen können.“

ZeroAvia baut nicht komplette Flugzeuge um seinen elektrischen Antriebsstrang herum, sondern integriert seine Antriebe in bestehende Flugzeuge – im Falle des nun erfolgen Erstflugs war es ein sechssitziges Flugzeug von Piper. Die Idee sieht vor, dass der Wasserstofftank wie gehabt in die Flugzeugflügel integriert wird. Anstelle des Turboprop-Triebwerks hängt die Brennstoffzelle unter dem Flügel. Zwischen Brennstoffzelle und Propeller sitzt dann der Elektromotor, der den erzeugten Strom in die Bewegung umsetzt. Im Falle der Piper M sitzt die Brennstoffzellen-Motor-Einheit jedoch zentral vorne am Rumpf.

Im Rahmen der letzten Phase des Entwicklungsprogramms ist vor dem Ende dieses Jahres ein emissionsfreier 250-Meilen-Flug von einem Flugplatz in Orkney geplant. Die Strecke von umgerechnet 400 Kilometern entspricht der Distanz zwischen London und Edinburgh oder Los Angeles nach San Francisco.

Mittelfristig zielt ZeroAvia darauf ab, seine Technologie in Flugzeuge mit zehn bis 20 Sitzplätzen zu integrieren, die dann eine Reichweite von bis zu 500 Meilen (804 Kilometer) bieten sollen. Diese Flugzeuge sollen für den kommerziellen Personenverkehr, aber (in umgebauter Version) auch für Fracht genutzt werden können. ZeroAvia geht davon aus, dass der wasserstoffelektrische Antriebsstrang aufgrund niedrigerer Kraftstoff- und Wartungskosten voraussichtlich niedrigere Betriebskosten als vergleichbare Flugzeuge mit Kerosin haben werde. Übrigens: Inzwischen hat ZeroAvia seinen Hauptsitz von Nordkalifornien nach England verlegt. Parallel wurden aber die Büros in den USA, China, Japan und Südkorea ebenfalls ausgebaut. Quelle: ‚Electrive.net‚. Video.

Brennstoffzellenflugzeug mit 800 km Reichweite

Das größte Flugzeug mit einem Brennstoffzellenantrieb fliegt in den USA: Das kalifornische Unternehmen Zeroavia hat einen sauberen Antriebsstrang für Flugzeuge entwickelt und erfolgreich getestet. In wenigen Jahren sollen kleinere Maschinen auf kurzen Strecken damit emissionsfrei fliegen. Zeroavia hat den Antriebsstrang in eine Piper M-Class eingebaut. Das Geschäftsreiseflugzeug hat ein Startgewicht von zwei Tonnen und bietet Platz für sechs Insassen. Anfang des Jahres hat Zeroavia die Lizenz der US-Luftaufsicht Federal Aviation Administration bekommen, das Flugzeug zu testen. eroavia will zuerst Flugzeuge für bis zu 20 Passagiere, die Strecken von einer Länge bis zu 800 Kilometern fliegen, damit ausstatten. Dieses Segment macht laut dem Unternehmen fast die Hälfte der kommerziellen Flüge weltweit aus. 2022 soll der Antrieb auf den Markt kommen. Quelle ‚Golem.de‚.