Ein Hubschraubermotor soll den Kraftstoffverbrauch dieses Hybrid-Flugzeugs halbieren

Jack Stewart 06.10.2018 Lesezeit 4 Min

Nicht nur Autos, sondern auch Flugzeuge sollen in Zukunft elektrisch angetrieben werden. Doch in der Luftfahrt ist das Problem mit der Reichweite pro Batterieladung noch akuter. Ein amerikanisches Start-up setzt daher erst einmal auf eine Hybrid-Lösung.

Wer schon einmal eine Drohne gesteuert hat, der weiß, dass die Akkulaufzeit ein Problem ist. Wer über Wasser oder einen Kindergeburtstag fliegt, der sollte besonders vorsichtig sein. Denn nach 20 Minuten Flugzeit fällt die Drohne wie ein Stein zu Boden. Da ist es verständlich, dass viele beim Gedanken an ein batteriebetriebenes Flugzeug, das Menschen an Bord hat, nervös werden.

Trotzdem könnte der Elektroantrieb die kommerzielle Luftfahrt, die zu den großen Verursachern der Treibhausgas-Emissionen, grüner, billiger und leiser machen. Für den Anfang könnten E-Flugzeuge auf kürzeren Strecken zum Einsatz kommen, zum Beispiel zwischen Regionalflughäfen. Das glaubt jedenfalls das Start-up Zunum Aero, das im US-Bundesstaat Washington sitzt. Die junge Firma entwickelt kleine Elektroflugzeuge, die 10 bis 50 Passagiere befördern und zwischen zwei Ladevorgängen rund 1100 Kilometer fliegen sollen. Ein Trick soll sicherstellen, dass die Triebwerke nicht unterwegs ausfallen: Der Strom für die Motoren des Flugzeugs soll nicht nur von den Batterien an Bord kommen, sondern auch von einem Kerosin-Generator.

Ein Hubschraubermotor soll helfen

Vor kurzem gab das Start-up bekannt, dass es den passenden Motor gefunden hat, um seine Vision zu verwirklichen. Es will eine modifizierte Version des Ardiden 3Z-Triebwerks von Safran Helicopter Engines einsetzten, das mit einem Generator gekoppelt wird, der 500 Kilowatt elektrische Leistung liefert – genug für ein paar leistungsstarke Motoren.

Der Hubschraubermotor, der den Generator antreibt, ist entscheidend, denn allein mit heutigen Batterien wären kommerzielle Langstreckenflüge heute nicht machbar. Sie sind viel zu groß und zu schwer. Zumal die amerikanische Luftfahrtbehörde FAA aus Sicherheitsgründen vorschreibt, dass der Treibstoff (oder die Batterie) eines Flugzeugs 45 Minuten länger reichen muss, als zum Erreichen des Ziels notwendig wäre. „Das würde im Moment eine zu hohe Batteriemenge erfordern“, sagt Zunum-Gründer und CTO Matt Knapp. „Wir würden nicht weit kommen.“

Das erste Flugzeug von Zunum, die ZA10, soll eine schlanke weiße Maschine mit schmalen Flügeln, kleinen Propellern am Heck und Platz für bis zu zwölf Passagiere werden. Für die Testflüge kommt aber zunächst ein etwas alltäglicheres Modell zum Einsatz, eine umgebaute Rockwell Turbo Commander 840. Das ist ein kleines Flugzeug mit zwei Propellern und meist acht Sitzen. Zunum wird zunächst nur den linken Motor durch einen eigenen Elektromotor ersetzen, eine ganze Menge Batterien in den Rumpf stecken und das Ganze im nächsten Sommer in Reiseflughöhe testen.

Nur die Hälfte des Kraftstoffverbrauchs

Bis Ende 2019 soll es laut Knapp gelingen, den Generator zu installieren und die Hybridversion zu testen. Schließlich sollen die traditionellen Propeller durch Mantelpropeller ersetzt werden, die mehr Schub entwickeln, und danach der gesamte Antriebsstrang getestet werden. Wenn alles klappt, wird das Team alle Elemente in die neue ZA10-Maschine mit eigenem Design einbringen.

Knapp sagt, dass ein Flugzeug mit dem Hybridsystem nur die Hälfte des Kraftstoffs benötigt, den ein vergleichbares konventionelles Flugzeug verbrennt. Im Gegensatz zu Plug-in-Hybrid-Autos, bei denen sich der Benzinmotor einschaltet, wenn die Batterien leer sind, wird Zunum je nach Flugprofil zwischen den Batterien und dem Generator hin- und herschalten. Der Generator deckt den hohen Energiebedarf beim Start oder bei Gegenwind ab. Beim ruhigen Flug können die Batterien jedoch einen Großteil der Arbeit übernehmen, bevor sie das Flugzeug wieder geräuschlos bei der Landung auf die Erde bringen.

Auch andere arbeiten an E-Flugzeugen

Zunum, das auch von Boeing finanziell unterstützt wird, ist nicht das einzige Unternehmen, das an Elektroflugzeugen werkelt. Airbus arbeitet mit dem Triebwerkshersteller Rolls-Royce und Siemens an einem hybrid-elektrischen Flieger namens E Fan X. Siemens hat bereits 2011 gezeigt, welches Potential die Technik hat. Eviation aus Israel präsentierte auf der Pariser Luftfahrtausstellung im vergangenen Jahr seinen Alice Commuter, ein vollelektrisches Flugzeug im Tesla-Stil, das mit einem 980 kWh Akkupack betrieben wird. Die X-57 der NASA ist eine vollelektrische Lösung mit 12 kleinen Motoren und Propellern an den Flügeln. Es wird sicher nicht lange dauern, bis es noch weitere Prototypen gibt.

Dieser Artikel erschien zuerst bei WIRED.com
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