Entwicklung eines Berechnungsmodells zur Abschätzung des Energiebedarfs von eVTOLs und Konzeption eines wirtschaftlich optimierten eVTOL-Gesamtkonzepts

Abstract

Diese Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Berechnungsmodells zur realitätsnahen Abschätzung des Energiebedarfs elektrisch betriebener, senkrecht startender und landender Fluggeräte (eVTOLs). Aufbauend auf einem existierenden Berechnungsverfahren wurde ein erweitertes Modell in Python implementiert, das eine detaillierte Analyse technischer Parameter sowie eine automatisierte Optimierung hinsichtlich Reichweite und Energieeffizienz ermöglicht. Ergänzend wurde ein Kostenmodell integriert, das die wirtschaftliche Tragfähigkeit verschiedener Auslegungsvarianten auf Basis realitätsnaher Betriebsparameter untersucht. Mit dem technischen Konzept wird ein Pro-Kopf-Verbrauch von 8,01 kWh/100km erreicht. Bei einem autonomen Flugbetrieb und einem Passagierpreis von 1,5 $/km wird eine Amortisierung nach vier Jahren erzielt.

This master's thesis addresses the development of a model for estimating the energy demand of electrically powered vertical take-off and landing aircraft (eVTOLs). Building on an existing calculation method, an extended Python-based model was implemented to enable a detailed analysis of technical parameters as well as automated optimization with regard to range and energy efficiency. In addition, a cost model was integrated to assess the economic viability of different design variants based on realistic operational parameters. The technical concept achieves a per-passenger energy consumption of 8.01 kWh/100 km. With autonomous operation and a passenger price of $1.50/km, amortization is achieved after four years.