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Hybridflugzeuge

Der Elektroantrieb soll auch die Luftfahrt revolutionieren. Ein Realitäts-Check.





• Oben, wenn Frank Anton auf Reiseflughöhe gestiegen ist, das letzte Wort mit dem Tower gewechselt hat und seinen Passagieren signalisiert, die Kopfhörer abzusetzen, war noch jeder überrascht: keine dröhnenden Motoren, nur ein leises Surren des Propellers, im Cockpit vibriert nichts. „Die eFusion macht so wenig Lärm, dass ich damit auf jedem Flugplatz der Welt zu jeder Zeit starten und landen dürfte“, sagt der Pilot Anton.

Auch die anderen großen Hersteller Hamilton, Elgin und Waltham schickten Vertreter nach Washington, die den Ausschuss-Mitgliedern erklärten, was eigentlich nur schwer zu erklären war: dass der Import Schweizer Uhren die nationale Sicherheit der Vereinigten Staaten gefährde, weshalb darüber debattiert werden müsse, diese Produkte mit hohen Einfuhrzöllen zu belegen. Selbstverständlich waren die amerikanischen Uhrenhersteller dafür. Und jedes Argument schien ihnen recht.

Für diese schwebt Anton eine andere umweltfreundliche Variante vor: ein hybrider Elektroantrieb. Die Kombination aus Gasturbine und Elektromotor wäre ähnlich leise wie die eFusion und effizienter als die etablierte Technik. Das Flugzeug könnte problemlos mehrere Hundert Kilometer zurücklegen. „Mit der Hybridtechnologie öffnen wir die Tür zu einer neuen Ära der Luftfahrt“, sagt der Entwickler Anton.

Mit wir meint er seine Kollegen von Siemens, Airbus und dem Triebwerkhersteller Rolls-Royce. Die drei Konzerne haben Ende 2017 angekündigt, einen Hybridantrieb in einen Regionaljet mit hundert Sitzen einzubauen und den bis 2020 abheben zu lassen. „E-Fan X“ heißt das Ganze, es ist das bisher größte Elektroprojekt für kommerzielle Flugzeuge. In diesem Toyota Prius der Lüfte soll eine mit Kerosin befeuerte Turbine im Rumpf einen elektrischen Generator antreiben und auf diese Weise Strom produzieren. Die Turbine kann durchgehend in ihrem optimalen Drehzahlbereich arbeiten, was Kerosin spart. Der Strom treibt dann die Rotoren an. So lässt sich die nötige Leistung auf mehrere kleinere Elektromotoren samt Propeller am Flügel oder Heck verteilen. Das ermöglicht ganz neue Formen im Flugzeugdesign und eine bessere Aerodynamik.

Je nach Einsatzgebiet und Sicherheitsanforderungen bekäme ein solches Hybrid-Elektroflugzeug eine größere oder kleinere Batterie, sagt Anton. Die Turbine könnte beispielsweise so ausgelegt werden, dass sie gerade so viel Strom liefert, wie für den Reiseflug gebraucht wird. Während des energieintensiven Starts und Steigflugs sorgt die Energie aus den Akkus für Extraschub. Mit einer etwas größeren Turbine könnten die auf Reiseflughöhe weitgehend entladenen Batterien auch während des Fluges wieder aufgeladen werden. „Wir versprechen uns Treibstoffeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich“, sagt Anton.

Ob da wirklich ein wirtschaftlich relevanter Vorteil herauszuholen ist, das fragt sich Mirko Hornung. Als Vorstand für Wissenschaft und Technik des Forschungsinstituts Bauhaus Luftfahrt in München beschäftigt er sich seit Jahren mit den Potenzialen von Hybridflugzeugen. Er weist darauf hin, dass die Luftfahrtbranche jedes Jahr Milliardenbeträge in die Entwicklung effizienterer Technik investiert. „Jede neue Flugzeuggeneration verbraucht im Schnitt 15 Prozent weniger Kerosin als die vorhergehende“, sagt der Forscher. „Hybridflugzeug-Konzepte müssen die Perspektive auf 20 oder besser noch mehr Prozent Einsparungen bieten.“ Von den ersten Einschätzungen zum Effizienzgewinn gehen nach seiner Erfahrung immer noch ein paar Prozentpunkte ab. Das sei die Krux: „Packen die Hybridflugzeuge 15 Prozent nicht, wird keine Airline sie kaufen.“

Hornung weist noch auf das im Vergleich zu herkömmlichen Jets erhöhte Gewicht wegen der Elektromotoren, Batterien, der Gasturbine und des Generators hin. „Kann ich diese Nachteile durch die aerodynamischen Vorteile von verteilten Elektroantrieben wirklich kompensieren? Dazu gibt es noch so gut wie keine belastbaren Aussagen.“

Für Mark Cousin, Leiter der Flug-Demonstratoren-Programme von Airbus, ist die Frage dagegen schon weitgehend beantwortet: „Wir glauben definitiv an das Potenzial von Hybridflugzeugen – die Frage ist nur noch, wann wir es heben können.“ Zusammen mit Kollegen plant der gebürtige Brite in Ottobrunn bei München gerade den Einkauf für den E-Fan X: Lithium-Akkus der neuesten Generation, eine 2,5-Megawatt-Gasturbine von Rolls-Royce, ein ultrakompakter 2-Megawatt-Elektromotor von Siemens, Generatoren, Leistungselektronik – und ein mittelgroßer Jet vom Typ BAe 146 mit vier Strahltriebwerken. Das betagte Modell aus den Achtzigerjahren soll bis Mitte dieses Jahres im Hangar stehen.

 

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