TY  - JOUR
A1  - Finger, Felix
A1  - Braun, Carsten
A1  - Bil, Cees
T1  - Impact of Battery Performance on the Initial Sizing of Hybrid-Electric General Aviation Aircraft
JF  - Journal of Aerospace Engineering
N2  - Studies suggest that hybrid-electric aircraft have the potential to generate fewer emissions and be inherently quieter when compared to conventional aircraft. By operating combustion engines together with an electric propulsion system, synergistic benefits can be obtained. However, the performance of hybrid-electric aircraft is still constrained by a battery’s energy density and discharge rate. In this paper, the influence of battery performance on the gross mass for a four-seat general aviation aircraft with a hybrid-electric propulsion system is analyzed. For this design study, a high-level approach is chosen, using an innovative initial sizing methodology to determine the minimum required aircraft mass for a specific set of requirements and constraints. Only the peak-load shaving operational strategy is analyzed. Both parallel- and serial-hybrid propulsion configurations are considered for two different missions. The specific energy of the battery pack is varied from 200 to 1,000 W⋅h/kg, while the discharge time, and thus the normalized discharge rating (C-rating), is varied between 30 min (2C discharge rate) and 2 min (30C discharge rate). With the peak-load shaving operating strategy, it is desirable for hybrid-electric aircraft to use a light, low capacity battery system to boost performance. For this case, the battery’s specific power rating proved to be of much higher importance than for full electric designs, which have high capacity batteries. Discharge ratings of 20C allow a significant take-off mass reduction aircraft. The design point moves to higher wing loadings and higher levels of hybridization if batteries with advanced technology are used.
Y1  - 2020
U6  - http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0001113
SN  - 1943-5525
VL  - 33
IS  - 3
PB  - ASCE
CY  - Reston, Va.
ER  - 
TY  - CHAP
A1  - Finger, Felix
A1  - Khalsa, R.
A1  - Kreyer, Jörg
A1  - Mayntz, Joscha
A1  - Braun, Carsten
A1  - Dahmann, Peter
A1  - Esch, Thomas
A1  - Kemper, Hans
A1  - Schmitz, O.
A1  - Bragard, Michael
T1  - An approach to propulsion system modelling for the conceptual design of hybrid-electric general aviation aircraft
T2  - Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2019, 30.9.-2.10.2019, Darmstadt
N2  - In this paper, an approach to propulsion system modelling for hybrid-electric general aviation aircraft is presented. Because the focus is on general aviation aircraft, only combinations of electric motors and reciprocating combustion engines are explored. Gas turbine hybrids will not be considered. The level of the component's models is appropriate for the conceptual design stage. They are simple and adaptable, so that a wide range of designs with morphologically different propulsive system architectures can be quickly compared. Modelling strategies for both mass and efficiency of each part of the propulsion system (engine, motor, battery and propeller) will be presented.
Y1  - 2019
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Finger, Felix
A1  - Götten, Falk
T1  - Neue Ansätze für die Entwicklung von unbemannten Fluggeräten
JF  - Ingenieurspiegel
N2  - Wie sieht das unbemannte Flugzeug von Übermorgen aus? Dieser Frage stellen sich Forscher an der Fachhochschule Aachen. Die weltweit rasant fortschreitende Entwicklung des Marktes für unbemannte Fluggeräte (UAVs - „Unmanned Aerial Vehicles“) bietet großes Potenzial für Wachstum und Wertschöpfung. Unbemannte fliegende Systeme können – für bestimmte Anwendungsgebiete – wesentlich günstiger, kleiner und effizienter ausgelegt werden als bemannte Lösungen. Dabei sind sich viele Unternehmen über das mögliche Potential dieser Technologie noch gar nicht bewusst.
Y1  - 2019
SN  - 1868-5919
N1  - Project: UAV Design
VL  - 2019
IS  - 1
SP  - 67
EP  - 68
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Götten, Falk
A1  - Finger, Felix
T1  - PhoenAIX – Die modulare Transportdrohne
JF  - Ingenieurspiegel
N2  - Die autonome, unbemannte Luftfahrt ist einer der Schlüsselsektoren für die Zukunft der Luftfahrt. In diesem rasant wachsenden Bereich nehmen senkrecht startende und senkrecht landende Flugzeuge (Vertical Take-Off and Landing – VTOL) einen besonderen Platz ein. Ein VTOL-Flugzeug (manchmal auch „Transitionsfluggerät“ genannt) verbindet die Eigenschaft des Helikopters, überall starten und landen zu können, mit den Geschwindigkeits-, Reichweiten und Flugdauervorteilen des Starrflüglers. Grundsätzlich wird die Senkrechtstart- und -landefähigkeit sowohl von zivilen als auch von militärischen Betreibern unbemannter Fluggeräte (UAVs) gewünscht. Trotzdem bietet der Markt nur eine geringe Anzahl von VTOL-UAVs, da qualitativ hochwertige Entwürfe eine ausgesprochene Herausforderung in der Entwicklung darstellen. An der FH Aachen wird deshalb seit über 5 Jahren an der Auslegung und Analyse von solchen unbemannten VTOL Flugzeugen geforscht. Das neuste Projekt ist der Eigenentwurf einer großen, senkrechtstartenden Transportdrohne. Das „PhoenAIX“ getaufte Fluggerät wird von Falk Götten und Felix Finger im Rahmen einer EFRE-Förderung entwickelt.
Y1  - 2020
SN  - 1868-5919
N1  - Project: UAV Design
VL  - 2020
IS  - 1
SP  - 38
EP  - 40
PB  - Public Verlag
CY  - Bingen
ER  -