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Elektromobilität

Forschungserfolg bei Elektroflugzeugen

Jürgen Heup, 25.03.15
Entwicklern von Siemens gelang die Konstruktion eines neuartigen Elektromotors. Dank der Steigerung der Leistungsdichte sollen künftig Passagierflugzeuge mit Hybridantrieb für 50 bis 100 Personen gebaut werden können.

Auf eine Leistung von fünf Kilowatt pro Kilogramm soll es ein neuartiger Elektromotor für Flugzeuge bringen, den die Forscher von Siemens-eAircraft entwickelt haben. Das sei neuer Weltrekord, schreiben die Konstrukteure. Ihre Neuentwicklung soll fünfmal leistungsstärker als vergleichbare Antriebe sein. Der Motor schaffe bei einem Gewicht von nur 50 Kilogramm 260 Kilowatt (kW) elektrische Dauerleistung. Da er seine Rekord-Leistung bereits bei einer Drehzahl von nur 2500 Umdrehungen pro Minute erziele, könne der Propeller direkt betrieben werden, wodurch das Getriebe wegfalle, was Gewichtseinsparung bringe. Der Motor sei speziell für den Einsatz in Luftfahrzeugen konzipiert worden.

Dank seines Rekord-Leistungsgewichts sollen nun erstmals auch größere Flugzeuge mit Startgewichten von bis zu zwei Tonnen elektrisch angetrieben werden. „Damit werden seriell-hybride Elektroflugzeuge mit vier oder mehr Sitzen möglich“, sagt Frank Anton, Leiter eAircraft bei der zentralen Siemens-Forschung Corporate Technology. Noch im Jahr 2015 soll der Motor in die Flugerprobung gehen. Im nächsten Schritt wollen die Siemens-Forscher die Leistung weiter steigern. „Mittelfristig halten wir hybrid-elektrisch angetriebene Regionalflugzeuge mit 50 bis 100 Passagieren für realistisch“, erklärt Anton. Bereits im Jahr 2013 hatten Siemens, Airbus und Diamond Aircraft gemeinsam den Motorsegler DA36 E-Star 2 mit seriell-hybridem Elektroantrieb zum Erstflug gebracht. Damals hatte das Flugzeug eine Motorleistung von 60 kW.

Elektroantriebe kommen bislang meist nur als Hilfsantrieb für Segelflugzeuge oder eben als Hybridantrieb zum Einsatz. Die technische Hürde zum Vollantrieb ist die vergleichsweise geringe Energiedichte und das hohe Gewicht der Batterien. Die Leistungsdichte von Verbrennungsmotoren ist noch wesentlich höher. Dennoch fasziniert die Flugzeugbauer schon länger die leise und umweltfreundliche Antriebsform. Mit dem Elektromotorsegler HB-3 des österreichischen Herstellers HB Brditschka wurde 1973 der erste Flug eines Elektroflugzeuges absolviert.

Die Leichtflugzeugbauer PC-Aero GmbH und Elektra UAS GmbH aus dem bayerischen Nesselwang brachten vor zwei Jahren ihr Elektroflugzeug Elektra One auf den Markt: Mit ihrem Elektromotor und 100 Kilogramm an Lithium-Ionen-Batterien erzielen sie eine Dauerleistung von 13,5 kW, womit ihr Einsitzer eine Reichweite von 400 Kilometern schafft, bei einer Reisegeschwindigkeit von 160 Stundenkilometern. Bekannt wurde ihr Leichtflugzeug durch eine Weiterentwicklung, welche die Bayern in Kooperation mit dem deutschen Solarzellenhersteller Solarworld bauten. Mit Solarzellen bestückt soll die SolarWorld e-One es auf eine Reichweite von immerhin 1000 Kilometern bringen.

Ungeschlagener Rekordhalter in Sachen Dauerflug und Spritverbrauch ist aber die Solar-Impulse. Das einsitzige Elektroflugzeug mit der Spannweite eines Jumbo-Jets startete Anfang März zu einer Weltumrundung. Kalkulierte Spritkosten und Tankstandzeiten: null. Denn das Experimentalflugzeug erhält seine Energie ausschließlich über Solarzellen, kann dank neuester Batterietechnik Tag und Nacht fliegen und muss nicht wie herkömmliche Elektroflugzeuge an der Steckdose immer wieder aufgeladen werden. Die beiden Schweizer Abenteurer Bertrand Piccard und André Borschberg wollen mit ihrem High-Tech-Solarflugzeug zeigen, „dass die derzeitigen alternativen Energiequellen und neuen Technologien zu Ergebnissen führen, die bisher als unmöglich galten“. Mehr als vier Monate soll die Reise mit der „Solar Impulse" über mehrere Etappen dauern.

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