Elektromotor, Ionenantrieb, Wasserstoff?Wie sieht die grüne Zukunft der Luftfahrt aus?
Die Spirit of Innovation aus dem Hause Rolls-Royce soll der schnellste Flieger mit E-Antrieb werden. Doch wo steht die Branche überhaupt, was grünes Fliegen angeht?
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Wenn man an Fliegen und Elektroantrieb denkt, dann sind Geschwindigkeitsrekorde momentan nicht das erste, was einem in den Sinn kommt. Doch das soll sich ändern, wenn es nach Rolls-Royce geht. Die «Spirit of Innovation soll das schnellste E-Flugzeug der Welt werden. Anfang März verkündete der Hersteller die ersten erfolgreichen Rolltests.
Der kleine Batterieflitzer ähnelt einem Kunstflugzeug und hat wie dieses auch nur Platz für einen Passagier. Und die Geschwindigkeit liegt immer noch unter der von heutigen Passagierflugzeugen. Bis zu 480 Kilometer pro Stunde soll das propellerbetriebene Flugzeug auf den Tacho bringen. Der bisherige Rekord liegt bei 342 Kilometern pro Stunde.
Hürden beim E-Antrieb
Mit dem grünen Flieger kommt Rolls-Royce dem Antrieb der Zukunft ein ganzes Stück näher. Ist die elektrische Fliegerei aber tatsächlich schon eine effiziente Alternative zum Antrieb mit Kerosin zu, oder kostet sie mehr, als sie nützt? Noch stehen die Ingenieure vor vielen Herausforderungen beim Elektroantrieb.
Denn auch wenn es schon einige Projekte propellerbetriebener E-Flugzeuge gibt – diese Technik auf große Passagierjets zu übertragen ist nicht so einfach, da sich die Funktion von Propeller und Triebwerk grundlegend unterscheidet. Bei einem E-Propeller wird lediglich der Antrieb ersetzt, der den Propeller drehen lässt, der Propeller bleibt das schubbringende Mittel. Er dreht sich und sorgt somit für genügend Rückstoß, um das Flugzeug in Bewegung zu setzen.
Auch das Gewicht ist ein Problem
Bei einem Düsentriebwerk ist der Treibstoff die antreibende Kraft. Das Kerosin wird gezündet und der Rückstoß drückt das Flugzeug nach vorne. Wenn man ein Düsentriebwerk mit Strom statt Treibstoff betreiben will, so ist das, als würde man den Propeller abschrauben und versuchen, anderweitig Schub zu generieren. Der Ansatz ist also grundsätzlich verschieden.
Und dann ist da auch noch das Problem des Gewichts. Generatoren und Batterien sind um ein Vielfaches schwerer als ein normales Düsentriebwerk. Außerdem wird ein normales Flugzeug im Flug immer leichter, da das Kerosin verbrannt wird, ein E-Flugzeug hat die schweren Batterien durchgehend an Bord.
Ionenantrieb für Flugzeuge
Batterieantrieb ist indes nicht die einzige grüne Alternative, an der in der Luftfahrt geforscht wird. Auch der Antrieb mit Wasserstoff ist möglich. Darauf setzt etwa Airbus. Der Hersteller nennt dies eine «Option, die nach Ansicht von Airbus als sauberer Flugzeugtreibstoff außerordentlich vielversprechend ist».
Wer sich mit der Raumfahrt beschäftigt, kennt wohl das Konzept des Ionenantriebs. Eine Vielzahl an Satelliten sind mit Ionenantriebwerken ausgerüstet, um im Weltraum manövrierfähig zu sein. Und auch an einem Antrieb für die Luftfahrt wird geforscht – etwa am Massachusetts Institute of Technology MIT.
Noch kein effizienter Einsatz
Ein Ionenantrieb erzeugt mit Hilfe von ionisierten Gasen einen sogenannten Ionenstrahl. Durch den Rückstoß dieses Strahls lassen sich Objekte, ähnlich wie bei einem Düsentriebwerk, beschleunigen. Auch beim Ionenantrieb dürfte es aber noch eine ganze Weile dauern, bis er effizient eingesetzt werden kann.
Als schnelle Zwischenlösung setzen vor allem Fluggesellschaft deshalb auf Biokerosin. Der nachhaltige Flugtreibstoff – im Branchenjargon Sustainable Aviation Fuels oder kurz SAF genannt – wird aus nachhaltigen Ressourcen wie Altölen, Energiepflanzen wie etwa Leindotter, Müll, Algen oder Zelluloseabfällen wie Sägespänen hergestellt. Er verursacht daher rund 80 Prozent weniger Treibhausgasemissionen. Der große Nachteil: Biokerosin ist rund vier Mal so teuer wie das herkömmliche Kerosin. Das liegt vor allem auch daran, dass das Angebot noch winzig ist.
Bilder der verschiedenen Projekte sehen sie in der oben stehenden Bildergalerie.
Die Spirit of Innovation: In der Nase des Fliegers sitzt der E-Motor.
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Ähnlich wie ein Kunstflieger: Das Flugzeug soll den Geschwindigkeitsrekord für E-Flieger brechen
Ähnlich wie ein Kunstflieger: Das Flugzeug soll den Geschwindigkeitsrekord für E-Flieger brechen
Eine BAE-146 als Testflugzeug: An diesem Flieger sollte der E-Antrieb von Siemens getestet werden. Zu einem Flug kam es nicht.
Eine BAE-146 als Testflugzeug: An diesem Flieger sollte der E-Antrieb von Siemens getestet werden. Zu einem Flug kam es nicht.
Ein Ionentriebwerk: Der Ionenstrahl beschleunigt Satelliten im Weltraum.
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Video
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