Zusammenarbeit Turbotech und Ansys Simulationen bringen mit Wasserstoff betriebene Turboprops voran

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Wenn Wasserstoff auf Hightech trifft, entsteht Innovation zum Abheben. Turbotech demonstriert mit Ansys, wie emissionsfreie Leichtluftfahrt zur Realität wird.

Turbotech, ein Anbieter effizienter und nachhaltiger Lösungen für die Luftfahrt, nutzt Ansys-Simulationen, um das erste realisierbare mit Wasserstoff betriebene Turbinentriebwerk für kleine Passagierflugzeuge, Senkrechtstarter und -landefahrzeuge (VTOL) sowie Drohnen zu entwickeln. In Zusammenarbeit mit dem BeautHyFuel-Projekt ist Turbotech das erste Unternehmen, das ein wasserstoffbetriebenes Turboprop-Triebwerk erfolgreich demonstrierte. Damit unterstreicht das Unternehmen die entscheidende Rolle der Ansys-Simulationen bei der Entwicklung der nächsten Technologiegeneration.

Erprobte Turbinenkonzepte haben Schwierigkeiten, Wasserstoff als Treibstoff sicher und zuverlässig zu nutzen. Dies führt zu Problemen bei der Abwägung von Leistungsabgabe, Treibstoffverbrauch, Wärme und Lebensdauer des Verbrennungssystems. Turbotech verfolgt daher einen skalierbaren Ansatz und nutzt Ansys-Simulationen, um eine brennstoffunabhängige Gasturbine zu entwerfen und zu validieren, die einen einfacheren und rationelleren Übergang zu Wasserstoff ermöglicht.

Mithilfe der simulationsgestützten Produktentwicklung konnte Turbotech schnell die beiden besten Düsendesigns für reale Tests identifizieren und so die Kosten und den Zeitaufwand für die Prototypentwicklung senken. Nach 30 Stunden Verbrennung von Wasserstoff wiesen die Düsen eine nahezu identische strukturelle Integrität auf und die Turbine erhöhte ihren Emissionsausstoß nicht. Mithilfe der Ansys-Solver konnte Turbotech diese Simulationen außerdem auf hochgefahrenen Workstations ausführen und so den Bedarf an großen Clustern vermeiden, die traditionell für die Verbrennungsmodellierung erforderlich sind.

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"Turbine dank Ansys in viel kürzerer Zeit auf Wasserstoff umgerüstet"

Im Rahmen des Ansys-Startup-Programms entwickelte Turbotech erstmals eine neuartige regenerative Turbine. Diese Arbeit hat den Weg für einen digitalen Faden geebnet, der Daten nahtlos verbindet und verwaltet und so die Umrüstung auf Wasserstoff ermöglicht. „Das Ziel von Turbotech ist es, eine integrierte Lösung für den Einsatz in Leichtflugzeugen auf den Markt zu bringen, die die Kohlenstoffemissionen reduziert und es den Piloten ermöglicht, sich voll und ganz auf das Fliegen zu konzentrieren“, sagte Guillaume Malet, Chief Technology Officer bei Turbotech.

„Die Zuverlässigkeit von Ansys hat uns bei der Umgestaltung enorm geholfen und es uns ermöglicht, die Turbine in viel kürzerer Zeit auf Wasserstoff umzurüsten. Ohne die Ansys-Simulation wäre es nicht möglich gewesen, unsere Prototypen zu testen oder zu optimieren.“ Diese Testreihe ist Teil des BeautHyFuel-Projekts, das von der französischen Zivilluftfahrtbehörde unterstützt wird und bei dem Turbotech und Elixir Aircraft in Partnerschaft mit Safran, Air Liquide und Daher die Leitung übernehmen.
 „Ansys ist bestrebt, Kunden wie Turbotech dabei zu unterstützen, die Grenzen dessen zu erweitern, was durch Simulation erreicht werden kann“, sagte Walt Hearn, Senior Vice President of Customer Excellence and Worldwide Sales bei Ansys. „Dieser Erfolg beim ersten Durchlauf wurde nicht nur durch die fachkundigen Ingenieure von Turbotech und ihr tiefes Verständnis der komplexen Multiphysik ermöglicht, sondern auch durch die starke technische Unterstützung von Ansys in allen Phasen des Projekts. Die Zusammenarbeit ist entscheidend dafür, dass Turbotech bei der Erschließung dieses neuen Marktes erhebliche Zeit-, Kosten- und Ressourceneinsparungen erzielt.“