Batterie mit Flügeln
Während sich Brennstoffzellenautos nach wie vor schwertun, sieht Kallo im Flugverkehr deutlich mehr Chancen für die Wasserstofftechnologie. Anders als auf der Straße müsse kein flächendeckendes Tanknetz aufgebaut werden. Stattdessen reiche es, einige wenige Flughäfen auszustatten, die teilweise ohnehin schon Wasserstofftankstellen hätten. Bei noch größeren Maschinen für noch längere Strecken stoßen Brennstoffzellen allerdings an ihre Leistungsgrenzen. "Bei derart großen Flugzeugen sind Hybridsysteme sicherlich eine interessante Alternative", sagt Kallo. Eine Gasturbine treibt dabei einen Generator an, der Strom für die Elektromotoren erzeugt und überschüssige Energie in Batterien speichert.
Der große Vorteil: Während konventionelle Düsentriebwerke weite Leistungsbereiche abdecken müssen und entsprechend ineffizient arbeiten, können Turbinen zur Stromerzeugung stets im optimalen Drehzahlbereich laufen. Zudem müssen sie nicht unter den Tragflächen hängen, sondern lassen sich aerodynamisch günstig im Rumpf verstecken. Noch allerdings fehlen die passenden Elektromotoren, die ebenso leicht wie leistungsstark sein müssen. Für ein hybrides Regionalflugzeug für 90 oder 100 Passagiere etwa, wie es zum Beispiel vom Flugzeugbauer Airbus angedacht wird, wären beim Start fünf Megawatt nötig.
Die "Extra 330LE" soll den Weg dazu bereiten. Das wendige Kunstflugzeug, das im Juli vom Flugplatz Dinslaken, zwischen Maisfeldern und Pferdekoppeln, seinen Erstflug absolvierte, wird von einem besonders kleinen und leistungsstarken Aggregat angetrieben. "Ein Weltrekord-Elektromotor", wie Frank Anton, Abteilungsleiter eAircraft bei Siemens, stolz erklärt. "Wenn wir solch einen Motor unter hohen Belastungen testen wollen, ist ein Kunstflugzeug genau die richtige Umgebung."
Das kleine Aggregat, bei dem die Siemens-Entwickler mithilfe numerischer Simulationen alle entbehrlichen Teile identifiziert und weggefräst haben, wiegt bei einer Leistung von 260 Kilowatt nur 50 Kilogramm. Anton ist nach eigener Aussage überzeugt, dass sich mit derselben Technik auch drei- oder viermal so starke Motoren bauen ließen, was dann zumindest für Flugzeuge mit bis zu 19 Passagieren ausreichen werde.
Allein mit Akkus, so wie noch die Extra 330LE, werden die aber kaum fliegen können. Im großen Motorraum der Maschine belegt der Motor selbst nur die ersten 15 Zentimeter. Der Rest wird für die Akkus gebraucht, die darüber hinaus auch einen großen Teil der Kabine füllen – und trotzdem kann der Kunstflieger nur 20 Minuten lang in der Luft bleiben. Für Anton zeigt dies deutlich, dass in solchen und höheren Leistungsbereichen nur Hybridsysteme realistisch sind.
Ob noch mehr drin ist und wie künftige Hybridflugzeuge aussehen könnten, das wollen Siemens und Airbus in den kommenden Jahren gemeinsam klären, wie die beiden Unternehmen im April 2016 bekannt gaben. Ideen sollen entwickelt, Demonstratoren gebaut und im Labor getestet werden. Ein dreistelliger Millionenbetrag steht dafür zur Verfügung.
Vor allem gehe es darum, die Machbarkeit verschiedener Elektroansätze in der Luftfahrt zu untersuchen, heißt es bei Airbus, angefangen beim Kleinflugzeug bis hin zum hybriden Regionalflieger. 2020 wollen die beiden Partner dann entscheiden, ob elektrisches Fliegen für sie eine Zukunft hat und wie sie konkret aussehen könnte. (bsc)
