20.10.2016
Erschienen in: 10/ 2016 FLUG REVUE

Erdumrumdung mit SolarkraftSolar Impulse 2

Das Solarflugzeug Solar Impulse 2 will mit seiner treibstofflosen Erdumrundung als Aushängeschild für saubere und erneuerbare Energien gelten. Die abenteuerlichen Flüge zweier Schweizer brachte Mensch und Machine an ihre Grenzen.

Eine Gesamtdistanz von 43 041 Kilometern und eine Gesamtflugzeit von knapp 558 Stunden in 17 Etappen, auf denen mit Solarzellen 11 655 kWh produziert wurden – die erste treibstofflose Weltumrundung im Flugzeug wartet mit beachtlichen Zahlen auf. Die Idee: Zwei Piloten wollen gemeinsam das Potenzial sauberer Technologien aufzeigen. Dass dafür eine riesige Mannschaft und ein unglaublicher logistischer Aufwand nötig ist, steht auf einem anderen Blatt. Die Leistung alleine nötigt Respekt ab. 

Der Vorlauf des Rekordfluges, inklusive Forschung und Entwicklung, sowie Bau und Test des Flugzeugs betrug zwölf Jahre. Die Köpfe des Projektes sind die Schweizer Piloten Bertrand Piccard und André Borschberg. Piccard, Doktor der Medizin im Spezialgebiet Psychiatrie, Entdecker und Luftfahrer, der 1999 die erste Nonstop-Weltumrundung im Ballon durchführte, ist der Initiator mit avantgardistischer Vision. Borschberg, Ingenieur und erfolgreicher Unternehmer, Kampfflugzeug- und Helikopterpilot, brachte seine Managementerfahrung ein.

Borschberg leitete das Ingenieursteam, das die Solar Impulse 2 baute – ein Flugzeug der Extreme. Die Spannweite ist größer als die einer Boeing 747, um die nötigen Solarzellen unterzubringen. Aufgrund dessen und der langsamen Geschwindigkeit von im Schnitt nur 75 km/h kann das Flugzeug bei einer Schräglage von mehr als zehn Grad ins Trudeln kommen. Turbulenzen und Schwingungen können die Solarpaneele beschädigen, weshalb genaue Wetteranalysen und Flugsimulationen nötig waren. Die Motoren arbeiten mit einem Wirkungsgrad von 97 Prozent, wobei der eines Verbrennungsmotors bei gerade einmal 30 Prozent liegt. Die gesamte Struktur des Flugzeugs ist im Vergleich zehnmal leichter als die des besten Segelflugzeugs. Um dennoch Gewicht zu sparen, musste auf Heizung und Druckkabine verzichtet werden, also auf jeden Komfort für den Piloten. Die Kabine ist trotzdem so konzipiert, dass der Pilot das Flugzeug mehrere Tage am Stück steuern kann. Der Sitz ist zugleich Bett, Toilette und Fitnessgerät des Piloten. Zudem enthält er Fallschirm, Rettungsfloß und Überlebensausrüstung. Bei einer Notwasserung wäre das Risiko von Elektroschocks zu hoch, weshalb der Pilot in einer Notsituation abspringen müsste.

Die meisten Etappen folgten demselben Schema. Das Flugzeug startete frühmorgens bis sechs Uhr mit der Batterieladung vom Vortag. In den nächsten zwölf Stunden stieg es auf über 8000 Meter und nutzte die Energie, die durch die Sonneneinstrahlung erzeugt wurde. Dabei wurden auch die Batterien vollgeladen. Danach wurde die Leistung gedrosselt, und das Flugzeug sank auf nur noch 1500 Meter Höhe, wofür es etwa vier Stunden brauchte. So konnte es die Nacht durchfliegen, bis die aufgehende Sonne wieder Energie für den Steigflug lieferte. Der Zyklus begann von vorne.

Den Ikarus-Mythos umgedreht

Höhepunkt der Reise war die Überquerung des Pazifiks. Die erste Etappe nach Hawaii dauerte fast 118 Stunden. Zum Vergleich: Lindberghs Nonstopflug über den Atlantik 1927 dauerte gerade einmal 33,5 Stunden. Die enorme Leistung forderte allerdings ihren Tribut. Die Batterien überhitzten und wurden vorsorglich ausgetauscht. Das verzögerte die Weltumrundung um mehr als ein Dreivierteljahr und kostete über 20 Millionen Euro extra. Als Gesamtetwat nennt Solar Impulse 170 Millionen Dollar seit 2003.

Trotz des Einsatzes moderner Werkstoffe kam es im Cockpit zu Temperaturschwankungen von –20 °C bis +35 °C. Die Kleidung bestand daher aus mehreren Schichten, die möglichst flexibel zu kombinieren waren. In Höhen über 3600 Meter ermöglichte eine Sauerstoffanlage die Atmung. Mahlzeiten mussten leicht, aber auch nahrhaft sein und wurden speziell für jeden Piloten entwickelt. Schwieriger war es mit der Erholung. Über bewohntem Gebiet und bei Flügen bis zu 46 Stunden Dauer gab es keinen Schlaf, nur Entspannungszeiten. Da das Flugzeug keinen vollwertigen Autopiloten, sondern nur eine Kurssteuerhilfe hat, waren auch auf den mehrtägigen Flügen nur Schlafphasen von 20 Minuten Dauer möglich. Bei einem Problem wurde der Pilot durch vibrierende Armbänder geweckt. Um konzentriert zu bleiben, hatte jeder der Piloten seine eigene Technik. Selbsthypnose half Bertrand Piccard, André Borschberg putschte sich mit Yoga und Meditation auf.

Das Solar-Impulse-Team besteht aus etwa 90 Personen, darunter 30 Ingenieure, 25 Techniker und 22 Missionsleiter, technisch und finanziell unterstützt von über 100 Unternehmen und Werbepartnern. Die Bodenstation in Monaco hatte durch Direktübertragung volle Übersicht über die Vorgänge an Bord, inklusive der Vitalfunktionen des Piloten. Das Flight-Mission-Team, bestehend aus Meteorologen, Mathematikern und Fluglotsen, bereitete die Flüge vor und stand in ständigem Funkkontakt mit dem Piloten. Ein Teil des Teams folgte dem Flugzeug, um sich um Wartung und Handling zu kümmern. Auf den Reisen hatte es einen speziellen portablen Hangar dabei, um das übergroße Flugzeug vor der Witterung zu schützen. Für den Transport wurden eine Iljuschin Il-76 und eine ATR 72 gechartert. 

Von Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit kann bei diesem Rattenschwanz daher noch keine Rede sein. Das Unternehmen ist aber eine gelungene Machbarkeitsstudie und PR-Aktion. Auch die Industrie profitierte von den Erkenntnissen aus den Spezialentwicklungen für das Flugzeug, weniger aber die Luftfahrt selber. Auf massentaugliche Solarflugzeuge müssen wir noch lange warten.

Technische Daten

Solar Impulse 2 HB-SIB

Allgemeine Angaben

Besatzung: 1 Pilot
Spannweite: 72 m
Länge: 25 m
Cockpitvolumen: 3,8 m3
Leermasse: 2300 kg
Anzahl der Solarzellen: 17 248
Insgesamt umgewandelte Energie von Abu Dhabi nach Abu Dhabi: 11655 kWh
Motorleistung: 54 kW (4 x 13,5 kW-PS-Motoren) aus 4 Batterien
Maximale Flughöhe: 28 000 ft/ 8534 m
Mindestgeschwindigkeit: 36 km/h auf Meereshöhe
Höchstgeschwindigkeit: 140 km/h bei max. Flughöhe
Durchschnittliche Geschwindigkeit: 75 km/h
Höchste Geschwindigkeit über Grund: 216 km/h

FLUG REVUE Ausgabe 10/2016



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