2024 年 8 月 9 日
- 柏林工業大學的學生以其 CHARGE 概念給評審團留下了深刻的印象，並在 2024 年 DLR 設計挑戰賽中獲得第一名。
- 今年 DLR 設計挑戰賽的任務是設計一架生態且經濟的短程飛機。
- 重點：航空、氣候友善飛行、年輕人才、數位化
德國航空航天中心 (DLR) 的評審團授予柏林工業大學的學生團隊在第八屆 DLR 設計挑戰賽中獲得第一名。獲勝隊伍於 2024 年 8 月 8 日在漢堡芬克韋爾德 DLR 基地舉行的決賽中擊敗了其他五支參賽隊伍。
為了在未來幾十年內使空中交通變得氣候友好，必須推廣創新技術。由於短程航班在當前航空業 CO 2排放量中佔很大比例，因此 DLR 2024 年設計挑戰賽討論了這一主題。任務是設計一種用於未來短程機動性的低排放飛機。
「航空業目前正在經歷歷史上最激烈的轉型過程之一。因此，非常需要研究和開發。德國航太中心將自己視為航空研究的建築師和整合者。 DLR 執行長 Anke Kaysser-Pyzalla 表示：「知識交流、新的顛覆性思維方法以及對科技的開放性對我們的工作至關重要。 2024 年 DLR 設計挑戰賽的參賽者在設計 2050 年環保且經濟高效的短途飛機時成功證明了所有這些。
專業知識、創造力和團隊精神是關鍵能力
六個學生團隊在比賽的最後一場比賽中展示了他們的設計，他們有大約四個月的時間。學生們經歷了類似於真實飛機設計的過程：從最初的概念想法到技術方面的詳細闡述及其計算，再到向專家評審團提供令人信服的演示。透過在現實條件下工作並應對航空業當前的挑戰，他們獲得了寶貴的經驗，並將所獲得的知識與實踐技能相結合。這項任務不僅需要技術知識，還需要創造力和團隊合作。
在專案過程中，學生們投入了數百個小時來發展他們的概念，從長遠來看，他們將從豐富的經驗以及與行業專家的聯繫中受益。該設計挑戰賽由 DLR 航空、空氣動力學和流體動力學系統架構研究所共同舉辦。
來自柏林工業大學的團隊在 2024 年 DLR 設計挑戰賽中獲得第一名。他們的 CHARGE 概念透過一份報告說服了評審團，其中所有設計決策都經過合理論證並進行了詳細解釋。詳細涵蓋了所有主要學科，並且透過紮實的研究證明了創新技術的使用是合理的。布倫瑞克工業大學排名第二。她的團隊憑藉其 VoltAirs-95 概念尤其得分，因為該概念具有很高的合理性，在創新和成熟技術之間取得了很好的平衡。來自 DHBW Ravensburg 的 HYPER 隊獲得第三名。它提出了一個經過深思熟慮的概念，為陪審團留下了一些未解答的問題。對驅動概念的詳細檢查特別積極。 「總的來說，所有提交的設計都被認為是創新且非常有創意的，因此所有團隊都被認為是獲勝者，」評審團在頒獎典禮上說道。
透過提高短途效率來減少 CO 2
該飛機的設計任務是計劃在 2050 年投入使用。新飛機應該能夠在生態和經濟方面為特定的歐洲區域航線網絡提供服務。透過網路的分析，參與者可以自由選擇航程和載客量，從而最佳地滿足這兩個要求。能源的選擇也是開放的：可以在氫、電和混合使用的可持續航空燃料之間做出決定。
作為 2024 年 DLR 設計挑戰賽的結果，排名最好的三個團隊將在漢堡舉行的德國航空航天大會 (DLRK 2024) 上展示他們的概念。此外，獲勝團隊也將在佛羅倫斯舉行的國際航空科學理事會大會（ICAS 2024）上展示他們的設計。
共有 36 名學生成功參加了 2024 年 DLR 設計挑戰賽。
提交的飛機設計概述
第一名：柏林工業大學 CHARGE
CHARGE（用於區域電動飛行的碳中和高效能飛機）依靠箱翼配置與分散式電力驅動器（DEP）的結合來實現高空氣動力和推進效率。由於電池效率極高，該概念完全依賴電池來提供能源。 CHARGE 將能夠運送 110 名乘客，飛行距離可達 894 公里。
團隊：Lennart Wauer、Leonid Wenz、Tim Schulz、Mathias Tekkel、Luca Kriebel、Clemens Ehrich
第二名：布倫瑞克工業大學與 VoltAirs-95
VoltAirs-95是布倫瑞克工業大學提出的概念，可容納95名乘客。它的設計航程近900公里，由十個分散式電動螺旋槳提供動力。後部的附加發動機由可持續航空燃料 (SAF) 提供動力，用於執行備用任務，或者可以打開以延長飛行時間以前往更遠的目的地。電池安裝在飛機的機身和機翼中。飛機設計採用傳統設計，但具有 V 型尾翼。無窗船體在艙內配備OLED顯示屏，為乘客提供足夠的舒適度，同時減輕結構重量。
團隊：盧卡斯·蒂森、根特·古塔伊、安娜·沃恩德蘭、亞歷山大·科比沙維澤、克里斯蒂安·迪特里希、米卡·拉什
第三名：DHBW Ravensburg 和 HYPER
HYPER（氫動力電動支線飛機）概念機可搭載 89 名乘客，航程長達 1,250 公里，採用高效創新的箱翼機翼佈置。電力驅動器由混合電源供電：在巡航期間，燃料電池透過液氫提供能量，而電池可在高功率需求的飛行階段提供支援。此外，BLI推進（邊界層吸入；利用機身附近的氣流產生推力的推進）進一步提高了推進效率。
團隊：Jonna Bleeker、Lena Hennige、Niclas Neufeld、Lucas Weser、Julius Wildeboer、Jonas Schaur
成功貢獻：亞琛工業大學與 EcoAir
亞琛工業大學透過 EcoAir 展示了一款可容納 76 名乘客、航程 900 公里的飛機。該概念依賴由液氫燃料電池和蓄電池組成的混合動力傳動系統。為了實現高空氣動力學效率，EcoAir 依靠使用折疊翼尖，在不影響與機場基礎設施的兼容性的情況下實現大跨度。機翼還配備了所謂的混合層流控制系統，其中湍流邊界層透過機翼蒙皮被吸出，以減少摩擦阻力。
團隊：Talha Sor、Yuvraj Salhan、Shuhan Yang、Constantin Koopman、Peter Faber、Prakhar Sharma
成功貢獻：斯圖加特大學與 MOBULA
斯圖加特大學的 MOBULA（模組化混合翼身超低排放飛機）將飛翼的空氣動力學優勢與創新的機場處理流程結合。該設計可容納 72 名乘客，航程為 1,500 公里，並設想在機場將機身部分與機翼部分分開。這意味著乘客可以在機翼部分仍在處理時上下車。因此，飛機的裝卸速度將整體加快。 MOBULA 由六個電動螺旋槳馬達提供動力，這些馬達由燃料電池和電池組提供動力。為此，氫氣被儲存在飛機後部的兩個可互換的儲存槽中。
團隊：菲利克斯·沃爾夫、拉斯·沃斯納、盧卡·沃爾夫、法比安·哈斯、菲利克斯·福克斯、亞瑟·伯恩哈特
成功貢獻：HAW 漢堡與 HydroProp
HAW 漢堡開發的 HydroProp 專為容納 110 名乘客而設計，航程近 2,000 公里。它採用傳統設計，由兩台渦輪螺旋槳發動機提供動力，直接燃燒低溫儲存的氫氣。該概念機的機身經過優化，可實現最大空氣動力學效率，儘管採用無窗設計，但由於內置 OLED 顯示屏，為乘客提供了足夠的舒適度。
團隊：阿亞·雅庫布、博格丹·阿塔納索伊、伊爾莎·梅斯特、萊昂·凱姆
[照片]
(A) 2024 年 DLR 設計挑戰賽第一名：柏林工業大學設計 – CHARGE
CHARGE（用於區域電動飛行的碳中和高效能飛機）依靠箱翼配置與分散式電力驅動器（DEP）的結合來實現高空氣動力和推進效率。由於電池效率極高，該概念完全依賴電池來提供能源。 CHARGE 將能夠運送 110 名乘客，飛行距離可達 894 公里。
(B) 2024 年 DLR 設計挑戰賽第二名：由 TU Braunschweig 設計 – VoltAirs-95
VoltAirs-95是布倫瑞克工業大學提出的概念，可容納95名乘客。它的設計航程近900公里，由十個分散式電動螺旋槳提供動力。後部的附加發動機由可持續航空燃料 (SAF) 提供動力，用於執行備用任務，或者可以打開以延長飛行時間以前往更遠的目的地。電池安裝在飛機的機身和機翼中。飛機設計採用傳統設計，但具有 V 型尾翼。無窗船體在艙內配備OLED顯示屏，為乘客提供足夠的舒適度，同時減輕結構重量。
(C) 2024 年 DLR 設計挑戰賽第三名：DHBW Ravensburg 設計 – HYPER
HYPER（氫動力電動支線飛機）概念機可搭載 89 名乘客，航程長達 1,250 公里，採用高效創新的箱翼機翼佈置。電力驅動器由混合電源供電：在巡航期間，燃料電池透過液氫提供能量，而電池可在高功率需求的飛行階段提供支援。此外，BLI推進（邊界層吸入；利用機身附近的氣流產生推力的推進）進一步提高了推進效率。
(D) 2024 年 DLR 設計挑戰由亞琛工業大學設計 – EcoAir
(E) 2024 年 DLR 設計挑戰：斯圖加特大學設計 – MOBULA
(F) 2024 年 DLR 設計挑戰：HAW 漢堡設計 – HydroProp