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Alexander Stirn 39

Neue Konzepte für die Luftfahrt

Konzepte für die neue Luftfahrt

Solar Impulse 2 war eine technische Meisterleistung und ein PR-Erfolg für Solarflugzeuge.

Bild: Solar Impulse

Forscher verfolgen das Ziel von leisen und energieeffizienten Flugzeugen. Dabei sind Antriebe wie Solarkraft, Wasserstoff und Strom im Rennen.

Im Juli dieses Jahres hatte es der Sonnenflieger "Solar Impulse 2" geschafft und seine Weltumrundung, angetrieben ausschließlich von Solarenergie, beendet. Trotz der erfolgreichen Mission werden sich Solarzellen aber höchstwahrscheinlich nicht durchsetzen beim Traum vom elektrischen Fliegen, berichtet Technology Review in der aktuellen Ausgabe (jetzt im Handel und im heise shop erhältlich). Sie müssen sich mit Wasserstoff- und Hybridantrieben messen lassen.

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Nüchtern betrachtet hatte Solar Impulse 2 vor allem die Schwächen von Solarflugzeugen gezeigt: Trotz 17248 Hochleistungssolarzellen, die auf seinem Rumpf und der 72 Meter langen Tragfläche verteilt waren, erzeugte das Flugzeug lediglich eine Leistung von 66 Kilowatt (etwa 90 PS). Nur durch extremen Leichtbau und die Beschränkung auf einen Passagier konnte es überhaupt abheben – und nur bei idealen Wetterbedingungen.

Ein alltagstaugliches, energieeffizientes Flugzeug sieht anders aus. Eher wie "HY4": Der strahlend weiße Flieger vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der zwei Rumpfe besitzt, mit jeweils einer verglasten Kabine für zwei Passagiere. Statt zwei Propellern besitzt HY4 nur einen, angebracht zwischen den Rümpfen, die durch eine 20 Meter lange Tragfläche miteinander verbunden sind. Was den Viersitzer wirklich revolutionär macht, ist allerdings sein Antrieb: HY4 fliegt mit Wasserstoff, der von einer Brennstoffzelle mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft in Strom verwandelt wird.

Das reicht, um einen Elektromotor mit einer Leistung von 80 Kilowatt in Schwung zu halten und um die 1500 Kilogramm schwere Maschine im Reiseflug auf 165 Kilometer pro Stunde zu beschleunigen. Beim Start und während des Steigflugs müssen allerdings Lithium-Ionen-Batterien nachhelfen, weil die Brennstoffzellen allein den erhöhten Energiebedarf nicht decken können. Je nach Zuladung und Menge des getankten Wasserstoffs sollen dann aber Reichweiten von bis zu 1500 Kilometern möglich sein.

Die "Extra 330LE" soll den Weg zu hybriden Flugzeugen für 90 oder 100 Passagiere bereiten. Das wendige Kunstflugzeug von Siemens wird von einem besonders kleinen und leistungsstarken Aggregat angetrieben. "Ein Weltrekord-Elektromotor", wie Frank Anton, Abteilungsleiter eAircraft bei Siemens, stolz erklärt. "Wenn wir solch einen Motor unter hohen Belastungen testen wollen, ist ein Kunstflugzeug genau die richtige Umgebung."

Das kleine Aggregat, bei dem die Siemens-Entwickler mithilfe numerischer Simulationen alle entbehrlichen Teile identifiziert und weggefräst haben, wiegt bei einer Leistung von 260 Kilowatt nur 50 Kilogramm. Anton ist nach eigener Aussage überzeugt, dass sich mit derselben Technik auch drei- oder viermal so starke Motoren bauen ließen, was dann zumindest für Flugzeuge mit bis zu 19 Passagieren ausreichen werde.

Ob noch mehr drin ist und wie künftige Hybridflugzeuge aussehen könnten, das wollen Siemens und Airbus in den kommenden Jahren gemeinsam klären, wie die beiden Unternehmen im April 2016 bekannt gaben. Ideen sollen entwickelt, Demonstratoren gebaut und im Labor getestet werden. Ein dreistelliger Millionenbetrag steht dafür zur Verfügung.

Vor allem gehe es darum, die Machbarkeit verschiedener Elektroansätze in der Luftfahrt zu untersuchen, heißt es bei Airbus, angefangen beim Kleinflugzeug bis hin zum hybriden Regionalflieger. 2020 wollen die beiden Partner dann entscheiden, ob elektrisches Fliegen für sie eine Zukunft hat und wie sie konkret aussehen könnte.

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Mehr dazu bei Technology Review online:

(Alexander Stirn) / (jle)

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