XAEROS Hybrid

das Hybrid - Antriebssystem

Der vollelektrische Antrieb von Flugzeugen wäre der Wunschtraum der Fliegerei. Mit heutigen Batterie-Energiedichten sowie optimistischsten Zukunftserwartungen ist jedoch die vollelektrische Fliegerei in den nächsten 2-3 Jahrzehnten für die allermeisten Einsatzbereiche nicht zu erwarten.

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Wir brauchen daher eine zukunftsorientierte Technologie für die nächsten 30 Jahre und darüber hinaus.

Bereits vor vielen Jahren hat Hans Schwöller erkannt, dass die Zukunft neue Antriebstechnologien für Flugzeuge brauchen wird. 2014 wurden die ersten Patente für eine wegweisende Antriebstechnologie angemeldet. Diese Patente wurden zwischenzeitlich in der EU, in den USA sowie in China erteilt. Weitere Patente wurden angemeldet und befinden sich weiters in der Ausarbeitung.
Über viele Jahre ist das Konzept gereift und wurde fortlaufend optimiert und auf neue Marktchancen und Technologie- und Produktionsmöglichkeiten angepasst. Das ursprüngliche Konzept ist jedoch im Wesentlichen das gleiche geblieben.

Aufgrund des einzigartigen Antriebskonzepts bietet der XAEROS Hybrid eine neuartige Kombination von Zuverlässigkeit und damit Sicherheit sowie Umweltschutz für die Allgemeine Luftfahrt. Mit einer ganzen Reihe zum Patent angemeldeter Innovationen wurden die Vorteile von Elektro- und Verbrennungsleistung auf neue Weise kombiniert.

... nicht nur ein einzigartiges Flugzeugtriebwerk

Das vollintegrale System des XAEROS – Hybrid-Antriebs ist eine wegweisende Antriebstechnologie für die leichte Luftfahrt bis hin zum vielsitzigen Zubringerflugzeug. Sie ist aber auch als redundanter Range-Extender für Flugtaxis und Drohnen einsetzbar.

Gerade für eVTOL-Airtaxis im Lift & Cruise - Betrieb bietet der XAEROS Hybridantrieb eine einzigartige Lösung, um den rein elektrischen, senkrechten Start mit gleichzeitig großen Reichweiten und hohen Flugleistungen erreichen zu können.

Der XAEROS-Hybridantrieb ist nicht nur ein Flugzeugtriebwerk, sondern ein in sich geschlossenes und modulares Allzweck-Antriebssystem. Es bietet eine einzigartige Ausfallsicherheit mit drei völlig unabhängigen Antriebseinheiten. Der Einsatz erstreckt sich von Flugzeugen, Leicht-Hubschraubern, Gyrocoptern bis hin zu Sportbooten, für die die Redundanz als auch der elektrische Betrieb Nachts im Hafen große Vorteile bietet.

Für den Flugzeugantrieb beinhaltet das System optional auch einen effizienten Radantrieb, um die Geräuschemissionen am Flugplatz auf null zu reduzieren und die Effizienz zu steigern. Durch das einzigartige Antriebskonzept bietet sich das dreifach-redundante System für viele weitere Anwendungen geradezu an, wie zum Beispiel für Aufklärungsdrohnen, die trotz sehr großer Reichweite mit Kraftstoffen bei Start, Landung sowie im Einsatzgebiet rein elektrisch nahezu lautlos operieren können.

Das XAEROS-System wird im ersten Schritt für den Betrieb von Benzintreibstoffen entwickelt, die aus regenerativer Energie, Wasser und CO2 aus der Luft hergestellt werden. Selbstverständlich kann der XAEROS-Hybridantrieb auch mit Mogas oder Avgas (Flugbenzin) und Tankstellenbenzin betrieben werden. Eine spätere Variante für synthetischen Diesel/Kerosin wird mit berücksichtigt, um für Regionen bzw. Nutzer eine Lösung zu schaffen, bei denen nur Kerosin zur Verfügung steht.

Hintergrund-Informationen finden Sie hier:

Herausforderungen für die Zukunft > Alternative Energieträger >

Drei Motoren in einer Einheit

Das XAEROS Hybridsystem integriert 3 Motoren in eine sehr kompakte Antriebseinheit:

hocheffizienter und sehr leichter Elektroantrieb für Start und Landung
zwei effiziente, aufgeladene V2 - Viertaktmotoren für synthetische Kraftstoffe (eFuels) für den CO2-neutralen Reiseflug

> 3 Motoren treiben die gemeinsame Propellerwelle an

auch wenn eine oder sogar zwei Komponenten ausfallen würden, kann sicher weitergeflogen werden.

Der Betrieb mit einem Flugzeug

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Der Betrieb mit eVTOL Flugzeugen

Der Trend bei eVTOL-Flugzeugen (Electrical Vertical Take-off and Landing) geht zunehmend in Richtung Lift & Cruise-Konfigurationen. Für das elektrische Starten und Landen werden hierfür optimierte Propeller eingesetzt, die im Reiseflug in Flugrichtung ausgerichtet werden und somit kaum Luftwiderstand verursachen.

Für den Reiseflug sind solche Flugzeuge mit einem hierfür optimierten Schubpropeller und Elektromotor ausgestattet. Allerdings kann aufgrund der niedrigen Energiedichte der Batterien auch hier nur eine sehr begrenzte Reichweite erreicht werden.

Die Ausrüstung von eVTOL Flugzeugen mit einem XAEROS Hybridantrieb eröffnet neue Perspektiven mit wesentlichen Vorteilen:
Nach dem elektrischen Senkrechtstart kann das Flugzeug rein elektrisch mit dem Elektromotor des XAEROS Hybrid beschleunigt und das Flugplatzgelände in Reiseflughöhe sehr leise verlassen werden. Im Reiseflug, abseits von lärmsensiblen Bereichen, wird auf den redundanten Kolbenmotor des XAEROS-Antriebs umgeschaltet, der mit eFuels betrieben wird. Dadurch ist ein CO2-neutraler Reiseflug mit Reichweiten von 1500 km und mehr möglich.

Während des Reiseflugs dient der Elektromotor des XAEROS-Systems als Generator und lädt die Batterien des Flugtaxis wieder auf. Diese sind dann für den Landeanflug und die Landung wieder voll aufgeladen.

Symbolfoto

Dadurch lässt sich die Reichweite von eVTOL Fluggeräten vervielfachen und die Batterien können wesentlich kleiner und leichter ausgelegt werden. Die Antriebsredundanz des XAEROS-Hybridantriebs bringt ein enormes Plus an Sicherheit und mit synthetischen Kraftstoffen, sogenannten eFuels, ist ein CO2-neutraler Reisebetrieb auf langen Strecken möglich.

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Flugtaxi

Vollintegrale Antriebseinheit

Volle Integration aller Komponenten

in eine kompakte Einheit:

Doppelzündung je Zylinder
Zylinderkopf-Hybridkühlung (keine Wasserkühlung)
Lüfterkühlung für alle Komponenten
zwei elektrische Kompressoren für die Aufladung
zwei Katalysatoren
zwei Ölpumpen und Öltanks
integrierte Antriebsbatterie
integrierte elektrische Propellerverstellung
integrierte Lüftung, Heizung und Temperatur-Regelung für das Cockpit
FADEC - Steuerung mit Redundanzen
270 PS / 200 kW Systemleistung
160 PS / 118 kW maximale Dauerleistung MCP
sehr kleine Abmessungen: 500 x 510 x 790 mm
eine spätere Variante als Kerosin-Motor ist geplant
modulares Komponenten- und Steuerungskonzept
einfache Integration in quasi jedes Flugzeug
einfache Umrüstung bestehender Flugzeuge ohne Neuzulassung des gesamten Flugzeuges (nur STC)
für mehr als 200.000 Flugzeuge

Kundennutzen und Vorteile

enormer Sicherheitsgewinn durch drei unabhängig laufende Motoren in einer Einheit
einfachste Bedienung (Einhebelbedienung + Startknopf + Wahlschalter: reiner Elektro- / kombinierter Hybrid- / reiner Kolbenbetrieb)
volle Leistung auch in größeren Höhen
doppelte Stromversorgung für das Flugzeug
sicherer Instrumentenflug mit einmotorigen Flugzeugen
Start auch zu Flugplatz-Beschränkungszeiten aufgrund minimaler Geräuschemissionen
geht als komplettes System inklusive aller Komponenten in die Wartung, Reparatur oder Überholung und kommt als geprüftes Gesamtsystem wieder ins Flugzeug.
sicher, effizient, leise und umweltfreundlich
eine Umrüstung auf den XAEROS Hybrid ist wesentlich günstiger als die Anschaffung eines neuen Flugzeuges und macht auch aus einem älteren Flugzeug ein modernes Luftfahrzeug.

Umweltschutz

geräuschlos am Flugplatz durch integrierten Radantrieb
vollelektrischer Betrieb vom Abheben bis zum Verlassen des Flugplatzbereiches in Reiseflughöhe sowie für Landeanflug und Landung.
sehr leiser Kolbenbetrieb durch niedrige Propellerdrehzahl
umweltfreundlich durch integrierte Katalysatoren
auch für zukünftige synthetische eFuels - ermöglicht CO2-neutralen Reiseflug
Schonung von Ressourcen durch Weiterverwendung von bestehenden Flugzeugen

Technische Daten

Elektromotor

Hochleistungs-Axialflux-Elektromotor 74 kW / 100 PS (optional 110 kW/150 PS), luftgekühlt, integrierter Inverter

Kolbenmotoren

Zwei unabhängig voneinander laufende 2-Zylinder V-Motoren 4-Takt, 2 x 63 kW / 85 PS, 2 x 742 ccm, getrennte Systeme (ECU, Kühlung, Schmierung, Öltanks, Getriebe, usw.), Doppelzündung je Zylinderkopf, Aerobatic-Trockensumpfschmierung, Katalysatoren

Leistung

Systemleistung 200 kW / 270 PS, max. Dauerleistung 118 kW / 160 PS MCP

Aufladung

zwei elektrische Radialverdichter + Ladeluftkühler

Kühlung

alle Komponenten gebläsegekühlt, Zylinderköpfe Luft-Öl-hybridgekühlt (keine Wasserkühlung !)

Kraftübertragung

zwei Carbon-Zahnriemengetriebe (wartungsfrei für 5000+ Stunden), großer Drehschwingungsdämpfer, Rutschkupplung

Propellerdrehzahl

max. 2100 U/min, Reiseflug 1920 U/min

Propellerverstellung

schnelle elektrische Verstellung, für alle hydraulischen Verstellpropeller, Feathering

Generator

Multi-Generator/Starter, redundante Stromversorgung für das Flugzeug

Steuerung

modulares FADEC-Steuersystem, vollintegriert

Antriebsbatterie

Standardkapazität 2,4 kWh, anpassbar je nach Flugzeug, reicht vom Hangar bis zum Verlassen des Flugplatzbereiches in Reiseflughöhe + Reserve, wird während des Reisefluges wieder aufgeladen für rein elektrischen Landeanflug und Landung

Maße BxHxL 500 x 510 x 790 mm
Gewicht

zertifiziertes Gesamtsystem inklusive integrierter Antriebsbatterie ca. 120 kg

Komponentenkombinationen für Ultraleicht / LSA ab 85 kg

Einsatz

als zertifiziertes Gesamtsystem für Flugzeuge und Leichthubschrauber,
der modulare Aufbau des XAEROS ermöglicht für den nicht zertifizierten Bereich verschiedene Komponenten-Kombinationen, für Ultraleicht, Experimental, Amateurbau, Light Sport Aircraft LSA, Tragschrauber, UL-Hubschrauber, usw.)

technicaldata

Für die

Zukunft der

Allgemeinen Luftfahrt,

eVTOL Flugtaxis,

Transport-, Rettungs- und Aufklärungsdrohnen und mehr.

Hans Schwöller