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Forschung

Werden wir bald elektrisch fliegen?

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Der zivile Luftverkehr entwickelt sich stürmisch. Wie reagieren Forschung und Industrie auf die Nachfrage der Airlines nach sauberen, leichten und sparsamen Luftfahrzeugen? In München denken Visionäre über Lösungen nach und kommen zu erstaunlichen Ergebnissen.

Werden wir bald elektrisch fliegen?

Ob unser Ce-Liner in der hier vorgeschlagenen Form jemals fliegen wird, kann ich nicht prophezeien“, sagt Dr.-Ing. Askin Isikveren, Leiter visionäre Flugzeugkonzepte beim Bauhaus Luftfahrt in München, „doch das ist auch nicht unsere Aufgabe. Wir sind eine interdisziplinäre Ideenschmiede und denken über Konzepte zur Mobilität der Zukunft nach.“ Eine Ansammlung von Spinnern also, die hübsche Modelle produzieren und ansonsten das Geld mit beiden Händen zum Fenster hinaus werfen?

Wohl kaum, wenn man sieht, wer hinter dieser Forschungseinrichtung steht: EADS, IABG, Liebherr-Aerospace, MTU Aero Engines und das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie würden wohl kaum finanzielle Mittel für einen Think Tank zur Verfügung stellen, wenn sie sich davon nicht Anregungen für künftige Produkte versprächen.

Seit 2005 besteht diese Einrichtung, in der sich ein Team aus 35 Wissenschaftlern aus aller Welt mit der Zukunft der Luftfahrt beschäftigt. Isikveren beispielsweise stammt aus Australien und hat seinen Doktor in Schweden gemacht. Ziel der Arbeit des eingetragenen Vereins ist die Betrachtung des komplexen Systems aus verschiedenen Blickwinkeln, wobei technische, wirtschaftliche, gesellschaftliche und ökologische Aspekte berücksichtigt werden.

Visionäre Flugzeugkonzepte

Im Arbeitsbereich der visionären Flugzeugkonzepte geht es unter anderem darum, angesichts der Endlichkeit fossiler Brennstoffe alternative Antriebe zu untersuchen. Dazu gehört beispielsweise die Betrachtung der Machbarkeit der sogenannten „E-Mobilität in der Luftfahrt“, oder anders gesagt, des elektrischen Fliegens.

Das bedeutet nichts anderes als den Ersatz der heute gebräuchlichen Triebwerke durch leistungsfähige Elektromotoren, die wiederum von starken und langlebigen Batterien angetrieben werden. „Wir reden hier vom Luftverkehr in 30 bis 50 Jahren“, sagt Dr. Isikveren, „was zeigt, dass hier noch sehr viel zu tun ist.“ In den USA zum Beispiel wird bereits an Elektromotoren gearbeitet, die den Vorstellungen für solche Antriebe recht nahe kommen. Es gibt also jetzt schon entwicklungsfähige Technologien, welche das elektrische Fliegen realistisch erscheinen lassen. Auf dem Batteriesektor indessen besteht noch enormer Forschungsbedarf.

Batterien

Bis zu 16 Batteriecontainer versorgen zwei elektrische Antriebe völlig emissionsfrei. Dennoch ist noch Platz für Gepäck. Grafik und Copyright: Bauhaus Luftfahrt

„Wir gehen davon aus, dass unsere Energiespeicher die Ausmaße herkömmlicher Luftfrachtcontainer haben“, sagt der Wissenschaftler, der unter anderem bei Saab und Bombardier Erfahrungen sammeln konnte. Sollte sich tatsächlich die Luftfahrtindustrie eines Tages für ein solches Flugzeug interessieren, müssten entsprechende Batterien entwickelt werden, die bei relativ geringer Eigenmasse genügend Leistung für Kurzstreckenflüge entwickeln. „Wir denken da an eine Laufzeit von maximal zwei Stunden, so dass bei jeder Landung die verbrauchten gegen frisch aufgeladene Akkus ausgetauscht werden müssten. Das setzt natürlich eine ausgeklügelte Infrastruktur auf den jeweiligen Zielflughäfen voraus“, sagt Isikveren.

Machbarkeit

Ersatz der gebräuchlichen Triebwerke durch leistungsfähige Elektromotoren. Grafik und Copyright: Bauhaus Luftfahrt

Damit sich aber überhaupt jemand für die Idee interessiert, wurden im Bauhaus Luftfahrt umfangreiche Machbarkeitsstudien angestellt, die sogar bis zu konkreten technischen Daten für das Flugzeug führten.

Vor allem waren Exergie- und Leistungsdichten elektrischer Architekturen im Vergleich zu konventionellen Antriebssystemen zu untersuchen (Exergie ist der maximal arbeitsfähige Anteil der Energie).

Verringerung der Emissionen

Ein Schwerpunkt der allgemeinen Luftfahrtforschung ist die Verringerung schädlicher Emissionen – im Bauhaus geht man noch einen Schritt weiter und will diese ganz und gar vermeiden. Die Leistungsfähigkeit elektrischer Motoren ist nämlich beinahe unabhängig von der Flughöhe und der Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs.

Heutige Flugzeuge werden infolge des Kraftstoffverbrauchs während des Fluges immer leichter, was ihren Betrieb beeinflusst. Elektrisch angetriebene Flugzeuge hingegen haben stets ein konstantes Gewicht. Das macht sie in bestimmten Teillastbereichen effizienter. Der Ce-Liner, sollte er denn jemals gebaut werden, würde bei einer Reichweite von rund 1600 km auf rund 79 Prozent der weltweiten  Luftverkehrsstrecken eingesetzt werden können. Gute Aussichten also für das Projekt.

FLUG REVUE Ausgabe 11/2012

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