Fuel mass penalty due to generators and fuel cells as energy source of the all-electric aircraft,

The paper presents the results of an assessment of the fuel mass penalty due to generators and fuel cell systems. Based on the simulation tool SysFuel, fuel mass penalties for different mission ranges and fuel cell architectures are calculated and compared to a conventional reference architecture. Different fuel cell architectures using ram air or cabin exhaust air and different options of energy recovery are considered. As a result of the studies, target values are presented for the mass to power ratio of fuel cell systems to achieve fuel mass reductions compared to conventional generator and auxiliary power unit systems.

ZusammenfassungDer Artikel vergleicht den Einfluss von Generatoren und Brennstoffzellen auf die benötigte Kraftstoffmasse. Diese wird mit der Simulationssoftware SysFuel für unterschiedliche Brennstoffzellensystemarchitekturen in Abhängigkeit der Reichweite berechnet und dem Ergebnis konventioneller Architekturen gegenübergestellt. Betrachtet werden verschiedene Brennstoffzellenarchitekturen unterschiedlicher Auslegung, die sich in der Veratmung des Systems mit Kabinenabluft oder Stauluft und verschiedenen Arten der Energierückgewinnung unterscheiden. Ergebnisse der Untersuchung sind Zielwerte für die Leistungsdichte von Brennstoffzellensystemen, um gegenüber Energieversorgungssystemen mit Generatoren und APUs Kraftstoffeinsparungen zu erzielen.