Hybrid-elektrisches Flugzeug

10. Dezember 2013, 14:35 Uhr
Hybrid-elektrisches Flugzeug
Hybrid-elektrisches Flugzeug

Die Überlegung ist naheliegend: Flugzeuge benötigen beim Start und Steigflug kurzzeitig eine hohe Antriebsleistung, die im Reiseflug deutlich reduziert werden kann. Wenn ein aus einem Akku gespeister Elektromotor für zusätzlichen Schub beim Starten sorgt, kann der konventionelle Flugmotor wesentlich kleiner und Sprit sparender ausgelegt werden.

 

Der erste Prototyp eines Hybridantriebs für Kleinflugzeuge wurde bereits vor zwei Jahren auf der Fachmesse AERO in Friedrichshafen vorgestellt. Das vom deutschen UL-Flugzeughersteller Flight Design entwickelte Konzept kombiniert einen bewährten Flugmotor des österreichischen Motorenherstellers Rotax mit einem 40-PS-Elektromotor, der parallel zum konventionellen Getriebemotor über einen Keilriemen den Propeller antreibt. Die maximale Gesamtleistung des Antriebs soll bei 175 PS liegen,  was auch eine Nachrüstlösung für die verbreiteten Kleinflugzeuge (z.B. von Cessna und Piper) mit Motoren von 160 bis 180 PS ermöglichen würde. Ein Vorteil dieses mechanisch einfachen Konzepts liegt auch darin, dass eine Zulassung als Modifikation des Rotax-Triebwerks möglich erscheint, da der bereits zugelassene Flugmotor auch bei Ausfall des Elektroantriebs voll funktionsfähig bleibt. Auch für den Akku (Lithium-Eisen-Phosphat, 130 V/21 Ah bei 30 kg) und die Motorsteuerung (Semikron) werden bereits bewährte Komponenten eingesetzt.

 

Während der Hybridantrieb von Flight Design trotz seiner seriennahen Auslegung offenbar noch nicht geflogen ist, hatte das erste seriell-hybrid angetriebene Flugzeug bereits  am 8. Juni 2011 beim österreichischen Flugzeughersteller Diamond Aircraft in Wiener Neustadt seinen Erstflug. Bei dem umgerüsteten Motorsegler vom Typ HK36 Super Dimona handelt es sich um ein Gemeinschaftsprojekt von Diamond Aircraft, Siemens und EADS zur Erprobung eines hybrid-elektrischen Antriebskonzepts. Diamond Aircraft trägt dazu neben dem Flugzeug auch den als Flugtriebwerk zugelassenen Wankelmotor seines Tochterunternehmens Austro Engine bei, der in dem als "DA36 E-Star" bezeichneten Versuchsflugzeug allerdings nicht den Propeller, sondern nur einen Generator als Stromerzeuger antreibt. Der mit dem Propeller gekoppelte Flugmotor ist nämlich ein 70 kW starker Elektromotor von Siemens. Da der Wankelmotor mit einer konstanten Leistung von 30 kW läuft, ist der Benzinverbrauch relativ gering. In der Start- und Steigflugphase sorgt ein Lithiumakkusystem von EADS für erhöhte Leistung, im (sparsamen) Reiseflug werden die Akkuzellen wieder nachgeladen.

 

Neben der geringen Geräuschentwicklung – insbesondere beim Start – soll der seriell-hybride Elektroantrieb auch eine erhebliche Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emission ermöglichen. Nach der Vorstellung der DA36 E-Star mit täglichen Flugvorführungen auf der Pariser Luftfahrtausstellung Le Bourget vom 20. bis zum 26. Juni 2011 soll der hybrid-elektrische Antriebsstrang weiter optimiert werden. Derzeit arbeiten Siemens-Entwickler an einem neuen Elektromotor, der fünf Mal so leicht wie herkömmliche Antriebe sein soll. In rund zwei Jahren soll ein weiterer Flugzeugtyp mit dem ultraleichten Elektroantrieb ausgestattet werden. Langfristig sehen die Entwicklungspartner auch die Anwendung bei großen Luftfahrzeugen. Im Vergleich zu den derzeit effizientesten Technologien sollen sich 25 Prozent an Kraftstoff und Emissionen einsparen lassen.

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