Elektroflugzeug

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Sunseeker
Elektroflugzeug e-Genius
Hybridflugzeug H-Aero One

Ein Elektroflugzeug ist ein Flugzeug, das durch einen Elektromotor angetrieben wird.

Abgesehen von Solarflugzeugen, kommt der Elektroantrieb meist nur als Hilfsantrieb für Segelflugzeuge zum Einsatz. Durch die geringe Energiedichte und das hohe Gewicht von Batterien bzw. Akkumulatoren können Elektroflugzeugantriebe nicht die Leistungsdichte von Verbrennungsmotoren erreichen.

Merkmale[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Flugleistungen, insbesondere die Reichweite der Neuentwicklungen reicht noch nicht an herkömmliche Antriebe heran, die Betriebskosten – vor allem für den Energieeinsatz – sind aber erheblich geringer. Hauptvorteil eines elektrischen Antriebs ist seine Wartungsfreiheit. Diese macht bei konventionellen Antrieben einen erheblichen Anteil der Betriebskosten aus. Ein zusätzlicher Vorteil ist die material- und umweltschonende Laufruhe durch die fast vollkommene Abwesenheit von Vibrationen. Außerdem entfallen komplett alle Wartungs- und Kontrollarbeiten bezüglich Öl, Kühlwasser, Treibstoff- und Luftfilter, Auspuffanlage und Getriebe, sowie die immense Gefahr, in einem Flugzeug eine hochentzündliche, explosive Flüssigkeit zu transportieren. Darüber hinaus leisten Elektroantriebe das gewünschte Drehmoment bei jeder Temperatur, Luftdichte und Drehzahl. Dies ist vor allem für die kritische Startphase von Flugzeugen von erheblicher sicherheitstechnischer Bedeutung, aber auch beim Aufstieg in eine energieeffiziente Flughöhe.

Weitere Informationen finden sich bei der CAFE Foundation, die einen Preis für das energieeffizienteste Flugzeug ausgeschrieben hat.[1] Aus Deutschland nahm daran das Elektroflugzeug e-Genius des Instituts für Flugzeugbau der Universität Stuttgart teil.[2]

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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Elektrisch angetriebene Luftfahrzeuge gibt es seit mindestens 1884, als Arthur Constantin Krebs mit dem Luftschiff La France abhob.

Modellflugzeuge wurden schon vor 1973 etwa von Fred Militky mit leisen Elektromotoren ausgestattet.

Als erster Flug eines bemannten (Flächen-)Elektroflugzeuges gilt gemeinhin der Erstflug der MB-1E (MB: Militky Brditschka) OE-9023 am 21. Oktober 1973, mit dem der Österreicher Heino Brditschka (* 1950, Sohn von Heinrich Brditschka, * 1930) als Pilot einen lange Zeit nicht überbotenen Eintrag im Guinness-Buch der Rekorde hielt.[3][4] Die Angaben zur Länge des Fluges variieren von 9:05 min bis 14 min.[4][5] Der Flug erfolgte nach 70 m Startstrecke in 300–360 m Höhe und mit einer Maximalgeschwindigkeit von 139 km/h. Das MTOW betrug 440 Kilogramm, NiCd-Akkus von Varta lieferten 15 kW Leistung, ein Bosch-Motor wirkte über mehrere Riemenscheiben einstufig ins Langsame untersetzt auf die Druckschraube hinter der Kabine. Das Flugzeug gelangte irgendwann unvollständig ins Flugmuseum Graz-Thalerhof, wurde hier ab 2016 ergänzt und restauriert und wurde am 26. Oktober 2017 – nicht flugfähig – Besuchern präsentiert. Nun plant HB-Flugtechnik seinen Typ HB-23 (bisher mit Verbrenner) mit Akku-Elektromotorantrieb auszustatten.[6]

In Deutschland gibt es bereits zwei eigenstartfähige Segelflugzeuge mit Musterzulassung, den Lange Antares 20E und den Silent AE-1. Neue Impulse werden von der im Frühjahr 2009 in Friedrichshafen geplanten Messe speziell zum Thema „Elektroflug“ erwartet.

Elektroflugzeuge finden eine häufige Verwendung in Form von Modellflugzeugen, beispielsweise Shock Flyer und Slowflyer.

Pipistrel entwickelt seit 2006 den Elektro-Motorsegler Pipistrel Taurus in der UL-Klasse. Erstflug war im Dezember 2007, die Serienproduktion der zweiten Generation Taurus Electro G2 wurde Anfang 2011 aufgenommen.[7]

Seit dem Jahr 2009 befindet sich das UL Yuneec in Flugerprobung. Es verfügt über einen 30-kW-Motor und in der Standardausstattung über eine Batteriekapazität von 1,5 Stunden. Der Verkaufsstart war für das Jahr 2011 avisiert, der bis dato genannte Preis ist konkurrenzfähig mit herkömmlichen ULs und Motorseglern.

Seit etwa 2007 gibt es längliche Blimp mit Längen von etwa 1,5–10 m Länge für Foto- oder Videoflug, die nur indoors oder bei wenig Wind eingesetzt werden können und später von Quadrocopter-Drohnen abgelöst werden.

Seit etwa 2012 sind metallisierte Folienballons als Spielzeug erhältlich, die elektrisch angetrieben werden. Einerseits solche in Zeppelin/Zigarren-Form mit vorne LiIon-Akkus und hinten 1–2 Motoren. Eine kleinere einfachere Version weit einen eher flach-linsenförmigen Auftriebskörper auf und ein Paar unterhalb, rechts und links der Mitte angeordnete Motoren, deren Drehzahl getrennt angesteuert und deren gemeinsamer Träger so um eine Querachse gedreht werden kann, dass mittels Auf- und Abwärtskomponente ein Steigen und Fallen bewirkt werden kann. Die Minimalvariante hat einen schmal-hohen Querschnitt und eine Heckflosse, die rasch um eine vertikale Achse entweder ganz nach rechts oder links oder dauerhaft wachelnd verschwenkt werden kann ist einziges Vortriebs- und Steuerelement. Der insgesamt nur etwa 50–60 lange Ballon muss auf leicht sinkend getrimmt sein, die Aktivierung des Antriebs lässt ihn etwas aufsteigen.

In den USA ist ein neues Projekt in Arbeit: Aus dem bereits flugfähigen Kitplane-Prototyp (Bausatzflugzeug) Electra-Flyer-C soll der Zweisitzer Elektra-Flyer-X hervorgehen.

Nach der flugfähigen Konzeptstudie Airbus E-Fan arbeitet Airbus an der Konzeption eines Verkehrsflugzeugs für etwa 80 Passagiere, das elektrisch angetrieben werden soll. Dabei soll auch ein Aufladen der Akkus durch Rückgewinnung von Energie beim Gleit- bzw. Sinkflug möglich sein.[8]

Das Easyjet / Wright Electric Konzept soll ab 2027 rund 180 Passagiere auf 540 km rein elektrisch befördern.[9][10][11]

Hybridflugzeug[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Gewinnung größerer Reichweiten gibt es Bestrebungen, auch Hybridflugzeuge zu entwickeln, bei denen ein Verbrennungsmotor nach Erschöpfung der Batterie über einen Generator Strom nachliefert. An einem solchen Prototyp arbeitet der Luftfahrtingenieur Burt Rutan.[12]

Siemens, Diamond Aircraft und EADS haben ein solches Hybridflugzeug auf der Luftfahrtausstellung Le Bourget bereits in Betrieb gezeigt. Der Motorsegler DA36 E-Star auf der Basis einer Diamond HK36 Super Dimona nutzt als Antriebsstrang erstmals einen seriell-hybriden Elektroantrieb.[13]

Beispiele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Klaus L. Schulte: Elektroflug - Technologie, Geschichte, Zukunft. K.L.S. Publishing, Köln 2014, ISBN 978-3-942095-44-0.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Elektroflugzeug – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Elektroflugzeuge – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. CAFE: Comparative Aircraft Flight Efficiency
  2. Homepage des e-Genius
  3. The Guinness Book of Records 1994. Bantam, 1994, ISBN 978-0-553-56561-4, S. 328.
  4. a b Ron Moulton: An electric aeroplane. In: Flight International. Volume 104, Nr. 3378. IPC Transport Press, London 6. Dezember 1973, S. 946 (online verfügbar (PDF) [abgerufen am 19. Januar 2012]).
  5. Chronik. In: hb-flugtechnik.at. HB-Flugtechnik; abgerufen am 27. November 2015.
  6. Franz Zussner: Fotobericht vom zweiten Rollout des weltweit ersten Elektroflugzeuges austrianwings.info, 27. Oktober 2017, abgerufen 12. November 2017.
  7. Presseinformation auf der Website des deutschen Vertriebspartners, abgerufen am 29. März 2011.
  8. Werner Pluta: Airbus E-Concept: Das Linienflugzeug wird elektrisch. golem.de, 22. Mai 2014; abgerufen am 22. Mai 2014.
  9. Victoria Moores: EasyJet joins electric aircraft project. In: Aviation Week Network, 27. September 2017. 
  10. Samantha Masunaga: This L.A. electric plane startup is working with EasyJet to develop electric jetliners. In: LA Times, 27. September 2017. 
  11. Wright Electric.
  12. Jason Paur: Burt Rutan Designs a Hybrid Flying Car, Meldung in Wired vom 18. Juli 2011 http://www.wired.com/autopia/tag/electric-airplane
  13. 'Erstes Flugzeug mit seriell-hybridem Elektroantrieb', Meldung in http://www.glocalist.com vom 22. Juni 2011 http://www.glocalist.com/news/kategorie/wirtschaft/titel/siemens-erstes-elektroflugzeug/
  14. http://www.electraflyer.com/