Flüsterleise über das Flugfeld

Wenn sich ein Jet am Boden bewegt, tut er das bislang unter enormem Energieaufwand. Deutsche Forscher wollen das ändern.

Jeder, der schon einmal geflogen ist, kennt das: Wenn sich Verkehrsmaschinen nach der Landung über den Flughafen bewegen, tun sie dies mit Hilfe ihrer Jet- oder Turboprob-Motoren, die ganz einfach mit niedrigem Schub laufen. So kommt die Maschine zu ihrer Parkposition und liefert ihre Passagiere am Terminal ab. Und auch beim Start ist es kaum anders: Zwar hilft beim sogenannten Pushback vom Gate beim Zurücksetzen oft ein Spezialfahrzeug, auf dem Weg zur Startbahn laufen aber schon wieder die riesigen Hauptmotoren.

Entsprechend ineffizient sind die Flugfeldbewegungen bislang: Da die Triebwerke eigentlich für Höchstleistungen in der Luft ausgelegt sind, entsteht am Boden sehr viel Lärm und es werden große Mengen Kerosin verbraucht, die viel besser verflogen werden könnten. Es ist, um ein deutliches Bild zu gebrauchen, ein wenig so, als würde man einen Rasenmäher mit einem Formel-1-Motor betreiben.

Forscher am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart arbeiten deshalb seit mittlerweile gut drei Jahren an einem besseren Antrieb für die Arbeit auf dem Rollfeld: Einem in die zwei Felgen des Bugrads einbaubaren Elektromotor. Der Strom dafür kommt aus einer Brennstoffzelle auf Wasserstoffbasis, die im Rumpf der Maschine sitzt.

Mit diesem Aggregat, das gleichzeitig Wasser für den Flugbetrieb sowie zusätzliche elektrische Energie für das Bordnetz liefern kann, bewegt sich die Maschine dann nach der Landung zur Parkposition und beim Start von der Parkposition zu Startbahn. Pushback-Fahrzeuge werden in den meisten Fällen ebenfalls überflüssig, was zusätzlich Kosten spart.

Bis zu 27 Prozent der üblicherweise produzierten Abgasemissionen im gesamten Flugbetrieb lassen sich so verhindern, eine Lärmbelastung soll es laut der Forscher um Diplomingenieur Josef Kallo vom Institut für Technische Thermodynamik fast gar nicht mehr geben – nur ein leichtes Rauschen der Ventilatoren der Brennstoffzelle ist noch zu vernehmen. "Im Vergleich zu Jetmotoren ist das enorm effizient", sagt Kallo.

Die Forscher, die das Projekt zusammen mit Airbus und der Lufthansa-Techniktochter durchführen, rechnen mit einer Kerosinersparnis von bis zu 400 Litern pro Tag. Da die Triebwerke seltener laufen müssen, ergibt dies außerdem Wartungsintervallvorteile - bis zu 1200 Stunden im Jahr ließen sich wohl vermeiden, meint Kallo. Auch die Wasserstoffversorgung sei kein Problem: Viele Flughäfen verfügten bereits über entsprechende Betankungsanlagen. Es reiche, alle zwei Tage nachzufüllen, bei intensivem Flugbetrieb alle 24 Stunden.

Im April plant das DLR-Team zusammen mit seinen Partnern einen Testbetrieb am Flughafen Hamburg mit der Airbus-A320-Forschungsmaschine des DLR. Dann soll gezeigt werden, dass die Technik funktioniert. Tanks und Brennstoffzelle sind so gebaut, dass sie alle Sicherheitsbedingungen erfüllen. "Da muss sich niemand Sorgen machen."

Bis zur Kommerzialisierung könnten allerdings für die Luftfahrtindustrie nicht ungewöhnliche 10 bis 15 Jahre vergehen, sagt Kallo. Hilfreich dabei sei, dass die Brennstoffzelle in einem multifunktionalen Ansatz geplant ist und bestehende Bordversorgungssysteme ersetzen kann. "Es geht also nicht nur um die Flugfeldbewegungen."

Die Idee, einfach die Pushback-Fahrzeuge zu elektrifizieren, haben die DLR-Forscher ebenfalls durchexerziert. Doch das lohne sich aus wirtschaftlichen Gründen wohl nicht, meint Kallo. "Die Airlines wollen ja Kosten sparen und müssten für den Einsatz der Fahrzeuge am Boden zahlen. Wenn die Maschinen allein unterwegs sein können, fallen dagegen keine Extragebühren an." (bsc)