Klimaschonende Luftfahrt durch Elektroflugzeuge?

josef

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#1
Forschung an Elektroflugzeugen hebt langsam ab
Eine klimaschonende Luftfahrt zu etablieren, wird Entwickler auf Jahrzehnte hinaus beschäftigen. Erste Demonstrationsanlagen sind im Aufbau

Per Kleinflugzeug kann man noch verhältnismäßig einfach elektrisch abheben. Schwierig wird es bei großen Passagier- und Cargomaschinen.
Foto: Imago / Priller & Maug / Janis Meyer

Im Pkw-Bereich scheint das Rennen fast schon gelaufen. Elektroautos mit Batteriespeicher sind dabei, sich durchzusetzen. Doch was die Lösung für Kleinfahrzeuge ist, kann längst nicht auf andere Verkehrsträger übertragen werden. Für Lkws, Schiffsverkehr und den Luftverkehr ist noch offen, wohin energietechnisch die Reise geht.

Besonders interessant ist hier die Luftfahrt, wo das Verhältnis von Gewicht und zur Verfügung stehender Energie besonders wichtig ist. Heute verfügbare Batterietechnik ist noch zu schwer, um für den Passagier- oder Cargoverkehr eine gute Perspektive bieten zu können.

Die große Alternative ist emissionsfrei – also nicht aus Erdgas – hergestellter Wasserstoff, der in der Industrie ohnehin in vielfältiger Weise eingesetzt werden soll. Hier besteht die Möglichkeit, den Wasserstoff – ähnlich wie in einer Gasturbine – direkt zu verbrennen oder ihn mittels einer Brennstoffzelle, die einen Elektromotor antreibt, technisch aufwendiger, dafür aber mit höherem Wirkungsgrad zu nutzen. Bis eine derartige Lösung abhebt, könnte als Übergang zudem auch noch Kerosin, das nicht fossil, sondern aus biogenen Quellen erzeugt wird, zum Einsatz kommen

Herausforderung Wasserstoff
Die Forschung an klimaschonenden Antrieben im Luftfahrtbereich nimmt zumindest langsam Fahrt auf. "Anwendungspotenziale von Wasserstoff für den österreichischen Luftfahrtsektor" heißt beispielsweise einer der Schwerpunkte in der letzten Ausschreibung des Forschungsförderungsprogramms Take Off der Förderagentur FFG, das mit Mitteln des Klimaschutzministeriums finanziert wird.

Ein Projekt, das schon vor dieser Schwerpunktsetzung einen Fokus auf Wasserstoffbrennstoffzellen in der Luftfahrt legte, ist "ElectriFly", das bereits in der Take-Off-Ausschreibung 2019 gefördert wurde. Hier arbeiten Mario Gruber vom Institut Luftfahrt der FH Joanneum und seine Kollegen daran, die "technologischen und regulatorischen Herausforderung bei der Verwendung von Wasserstoff" besser verstehen zu lernen. Gleichzeitig wird das Projekt, im Zuge dessen eine – noch nicht flugfähige – Demonstrationsanlage gebaut wurde, in der Lehre verwendet.

Spezielle Steuerungstechnik
In dem Aufbau wurde eine kommerziell verfügbare Brennstoffzelle in Kombination mit einem Wasserstofftank und einem Elektromotor genutzt. Dabei war eine entsprechende Steuerungstechnik zu etablieren, erklärt Gruber: Druckregelventile und Sensorik zur Überwachung der Wasserstoffzufuhr; Wandler- und Kondensatortechnik auf der elektrischen Seite, um die auftretenden Lasten gut bedienen zu können; ein elektronisches Monitoring des Systems, das Leistungswerte per Computer verfolgen lässt. Das Energiesystem wurde gemeinsam mit dem Projektpartner Austrian Institut of Technology (AIT) entwickelt.

Das Sondierungsprojekt ist aber nicht darauf ausgerichtet, einsetzbare Technik zu entwickeln, sondern die richtigen Fragen für eine weitere Forschung im Bereich Energiemanagement, Skalierbarkeit, Sicherheit sowie Zulassungs- und Zertifizierungserfordernisse abzuleiten. In einem Folgeprojekt könnte es dann an den Bau einer wasserstoffgetriebenen Drohne gehen, die auch tatsächlich abhebt.

Neue Materialien
Anders als bei kommerziell verfügbaren Brennstoffzellen-Drohnen soll auch hier die Forschung an neuen Materialien und Sicherheitskonzepten im Vordergrund stehen. Für Gruber ist etwa die ökologische Verträglichkeit und biologische Abbaubarkeit der eingesetzten Leichtbau-Compositmaterialien ein Thema.
Auch wenn die batteriebetriebene Luftfahrt vielleicht noch weiter in der Zukunft liegt als die Wasserstoffkonzepte, gibt es aber auch hier bereits durchaus Entwicklungsarbeiten. Im Rahmen des EU-Projekts "Imothep" wird etwa auf die Forschung an einer auf die Luftfahrt spezialisierten Batterietechnik – vorerst für Hybridantriebe – vorangetrieben.

In einem weiteren Projekt mit Namen "Solifly", an dem wie bei Imothep auch das AIT mit an Bord ist, werden spezielle multifunktionale Bauteile für diese nächste Generation von Flugzeugen entwickelt. Sie sollen strukturelle Funktionen in Flugzeugen übernehmen und etwa Teil der Tragekonstruktion sein, gleichzeitig aber auch Festspeicher-Batterietechnik integrieren – die Flugzeugstruktur soll also zur Batterie werden.
(Alois Pumhösel, 21.3.2021)
Forschung an Elektroflugzeugen hebt langsam ab
 

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#2
FLIEGENDES BOOT?
Elektrischer "Seaglider" soll mit fast 300 Sachen Küstenstädte verbinden
Schon 2025 will das US-Start-up Regent mit seiner tieffliegenden achtrotorigen Fähre abheben und je zehn Passagiere – etwa zwischen L.A. und San Francisco – transportieren
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Fliegende Autos, elektrische Drohnen, Jetpacks. Wenn wir uns ehrlich sind, war es doch nur eine Frage der Zeit, bis jemand mit der Idee eines fliegenden Schiffs oder einer fliegenden Fähre daherkommt. Gut, das ist dann vom Prinzip her letztlich nicht viel mehr als die bestehenden Wasserflugzeuge, aber es ist eben elektrisch, schnell und hip: Alles, was es heutzutage braucht, um die Millionen der Investoren lockerzumachen.


Bis Ende des Jahres soll der Prototyp, der ein Viertel der Größe des eigentlichen Endprodukts haben soll, stehen beziehungsweise fliegen. Schon vier Jahre später will man die ersten Passagiere über die Meere schweben lassen – mit knapp 290 Kilometern pro Stunde und bei einer Reichweite von anfangs ebenfalls rund 290 Kilometern. Die Erbauer gehen davon aus, dass die elektrobetriebenen Flugzeuge wegen ihrer geringen Flughöhe und weil sie nicht über Land fliegen eine schnellere Zulassung bei den Behörden bekommen, als dies etwa bei herkömmlichen Flugzeugen der Fall wäre.

Bestehende Häfen nutzen
Ein weiterer Vorteil sei zudem, dass der "Seaglider" auf bestehende Infrastruktur in den Häfen zurückgreifen könnte und es lediglich neue Ladestationen in den verschiedenen Hubs bräuchte. Aktuell schweben der Firma etwa Verbindungen zwischen New York und Boston an der Ostküste oder Los Angeles und San Francisco an der US-Westküste vor. Klar ist, dass sich dafür auch noch die Reichweite vergrößern müsste, also größere Akkus vonnöten wären. Aber auch die Inseln Hawaiis könnten so rasch und ohne fossilen Antrieb miteinander verbunden werden, glaubt man bei Regent.

Welche Auswirkungen die Tiefflieger auf Boote, Schwimmer oder die Natur haben beziehungsweise wie man diese zu schützen gedenkt, hat die Firma bisher noch nicht kommuniziert. Dafür aber die Maße des Prototyps: fünf Meter Spannweite, und nur 181 Kilogramm schwer soll er sein. Das Know-how für die Fliegerei bringen die Firmenchefs übrigens selbst mit, haben sie doch jahrelang bei Firmen aus dem Boeing-Universum gearbeitet. Bleibt abzuwarten, ob die fliegenden Fähren so regelmäßig abheben wie die fliegenden Autos, die uns seit Jahren versprochen werden. (faso, 23.4.2021)
Elektrischer "Seaglider" soll mit fast 300 Sachen Küstenstädte verbinden
 

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#4
Elektrisches Flugzeug Alice soll noch dieses Jahr abheben
Das E-Flugzeug soll die Strecke von Wien nach Berlin zurücklegen können. Eine Zertifizierung dauert aber noch mindestens bis 2024

So soll Alice zukünftig über Seattle fliegen. Wann und ob es überhaupt so weit sein wird, bleibt vorerst abzuwarten.
Foto: Eviation

Das US-Luftfahrtunternehmen Eviation gab bekannt, dass sein elektrisches Flugzeug Alice noch dieses Jahr abheben wird. Dabei gab man der Öffentlichkeit auch gleich die Möglichkeit, das Design des Flugzeugs zu begutachten.

Von Wien nach Berlin
Das Elektroflugzeug, das für Regionalstrecken eingesetzt werden soll, bietet Platz für neun Passagiere und zwei Besatzungsmitglieder. Dabei wird Alice von zwei Elektromotoren des US-Unternehmens Magnix angetrieben. Damit soll eine Reisegeschwindigkeit von knapp 407 km/h, oder 220 Knoten, erreicht werden.

Die Distanz, die Alice zurücklegen soll, wird mit 440 nautischen Meilen oder gut 815 Kilometern angegeben. Demnach wäre ein Flug von Wien-Schwechat nach Berlin-Brandenburg kein Problem.

Die elektrische Luftfahrt soll neue Möglichkeiten für erschwingliche, nachhaltige Regionalreisen auf der ganzen Welt eröffnen. "Alice ist bereit, diese Möglichkeiten bald in die Realität umzusetzen", behauptet der CEO von Eviation, Omer Bar-Yohay.

Eviation Aircraft

Bereits 2017 kündigte der Konzern aus Arlington, Washington/USA, sein elektronisches Flugzeug an, bevor der erste Prototyp auf der Pariser Luftfahrtmesse im Jahr 2019 vorgestellt wurde. Laut der Techsite "Golem" gab das Unternehmen damals an, dass eine US-Regionalfluggesellschaft eine zweistellige Anzahl der Maschinen bestellt habe. Jedoch hat sich seit diesem Zeitpunkt einiges verändert: Waren 2019 noch drei Druckpropeller für eine Leistung von jeweils 260 Kilowatt verantwortlich, so sind jetzt "nur" noch zwei Motoren mit einer Maximalleistung von 640 Kilowatt vorhanden.

2024 das Ziel
Der Jungfernflug soll noch dieses Jahr stattfinden, bis 2024 soll die Zertifizierung abgeschlossen sein. Dann soll Alice vor allem in der Europäischen Union und in den USA zum Einsatz kommen.
(red, 05.07.2021)

Link
Pressemitteilung Eviation
Elektrisches Flugzeug Alice soll noch dieses Jahr abheben
 
#5
ich sehe das etwas kritisch.. elektro Flugzeuge... las mal so einen Flieger in der Warteschleife hängen, oder bei Schlecht Wetter einen anderen Flughafen anfliegen, was dann wenn denen dabei der Saft aus geht
genau wie mit dem Flugtaxi über Linz , wo solln die landen , auf dem Linzer Hauptplatz??,technisch sicher gute Idee ,aber praktisch
 

josef

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#7
Seaglider: Über Wasser gleiten wie im Flug
Ein neuartiger Hybrid aus Flugzeug und Tragflächenboot soll das Reisen zwischen Küstenstädten schneller und dank Elektroantrieb umweltfreundlicher machen
Das in Boston ansässige Start-up Regent will den Fährverkehr revolutionieren. Seinen Gründern schwebt vor, sogenannte Wing-in-Ground-Effekt-Fahrzeuge, quasi ein Hybrid aus Flugzeug und Boot – ein in Bodennähe fliegendes Tragflächenboot –, als emissionsfreie Verkehrsmittel zu nutzen. Eine Fahrt von Boston nach San Diego soll mit dem 290 km/h schnellen Vehikel nur noch 50 Minuten dauern, die Reisezeit über den Ärmelkanal zwischen dem englischen Portsmouth und dem französischen Cherbourg würde nur noch 40 Minuten betragen. Damit wäre die Überfahrt mit dem Seaglider getauften Vehikel sechsmal schneller als mit bisherigen Verbindungen.


290 Kilometer pro Stunde soll der Seaglider schaffen
.Foto: Regent
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Was steckt dahinter? Die Fahrzeuge nutzen ein aerodynamisches Prinzip, das als "Bodeneffekt" bekannt ist, um mit sehr hoher Geschwindigkeit über die Meeresoberfläche zu gleiten, wobei sie nur wenige Meter über dem Wasser schweben. Im Hafen lassen sie ihre Rümpfe einfach auf dem Wasser ruhen wie jedes andere Boot auch.

Altes Konzept, neu gedacht
Das Konzept solcher Bodeneffektfahrzeuge ist nicht neu. Die Sowjetunion hat einige riesige Exemplare für militärische Zwecke gebaut, die als "Ekranoplans" bezeichnet wurden. In jüngerer Zeit haben einige Start-ups wie Wigetworks in Singapur, das Unternehmen Flying Ship in den USA und RDC Aqualines in Russland an einer neuen Generation von Bodeneffektfahrzeugen für die kommerzielle Nutzung gearbeitet, sowohl bemannt als auch unbemannt.


Erste kommerzielle Flüge soll es schon ab 2025 geben.
Foto: Regent

Die Idee hört sich einfach an, aber Bodeneffektfahrzeuge haben mit einer Reihe von Problemen zu kämpfen, die bisher eine breitere Anwendung verhindert haben. Eines davon ist, dass Bodeneffektfahrzeuge, genau wie Wasserflugzeuge, sehr "wellenempfindlich" sind: Mit unruhiger See kommen sie nicht gut zurecht, was einen regelmäßigen und zuverlässigen kommerziellen Einsatz schwierig macht. Hinzu kommt, dass sie zum Starten eine lange Strecke auf ruhigem Wasser benötigen. Wenn man dann noch ihre schlechte Drehfähigkeit auf dem Wasser dazurechnet, hat man ein Fahrzeug, das in stark frequentierten Häfen nur schwer zu betreiben ist, wie es bei CNN heißt.

Luftwiderstand minimieren
Regent, das von einigen Größen aus dem Silicon Valley finanziell unterstützt wird, behauptet jedoch, dieses Dilemma durch die Einführung einiger neuartiger Elemente gelöst zu haben. Der Seaglider kombiniert die Technologien des Wing-in-Ground-Effekts mit Tragflügeln. So sollen die Vorteile von Bodeneffektfahrzeugen bewahrt und gleichzeitig einige ihrer Nachteile beseitigt werden. Tragflächenboote sind schnelle Boote, bei denen sich der Rumpf über der Wasseroberfläche befindet und durch Streben mit der (oder den) Tragfläche(n) verbunden ist – einer horizontalen, flügelähnlichen Oberfläche, die mit dem Wasser in Kontakt steht und für Auftrieb und Stabilität sorgt, während der Luftwiderstand minimiert wird.


Bis zu 150 Passagiere soll die übernächste Generation transportieren können.
Foto: Regent

Der Seaglider verfügt über einziehbare Foils, wie man sie von Highspeed-Seglern kennt, mit der er je nach Reisephase zwischen verschiedenen Konfigurationen wechseln kann. In geschlossenen Gewässern, etwa in Häfen, arbeitet er als Tragflügelboot, um besser manövrieren zu können. Sobald er jedoch das offene Meer erreicht, zieht er die Foils ein und geht als reines Bodeneffektfahrzeug in den Wellengleitmodus über.

Einsatz ab 2025
Angetrieben werden soll der Seaglider übrigens rein elektrisch. Nur bis dato gibt es keine entsprechend leistungsfähigen Batterien, zumindest für längere Strecken. Deshalb will man sich zunächst der Kurzstrecke bis zu 290 Kilometer, etwa dem Pendelverkehr zwischen Küstenstädten, widmen. Die nächste Generation soll dann eine Reichweite bis zu 800 Kilometern haben. Bis 2025 soll laut Regent eine kleinere Version an den Start gehen, die zwölf Personen transportieren kann, 2028 dann solche, die 50 bis 150 Passagieren Platz bieten.
(red, 2.9.2021)
Seaglider: Über Wasser gleiten wie im Flug
 
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