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Airbus stellt Elektro-Zweisitzer vor

25. April 2014, 10:26 Uhr | Joachim Kroll

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Fernziel Regionaljet

Natürlich entwickelt Airbus den kleinen Elektro-Flieger nicht, um ein Anbieter für die Allgemeine Luftfahrt zu werden. Das strategische Ziel dahinter ist, später auch größere Flugzeuge elektrisch fliegen zu lassen. Langfristig will Airbus einen Regionaljet mit 70 bis 90 Sitzplätzen und elektrischem Antrieb bauen.

Auch Regionaljets gehören derzeit nicht zum Geschäftsgebiet von Airbus. Sie werden von Anbietern wie Bombardier (Kanada), Embraer (Brasilien) oder zukünftig von Comac (China) angeboten. »Wenn Bombardier und Embraer bald auch 100- bis 150-Sitzer bauen wollen, warum sollen wir unser Geschäftsgebiet dann nicht nach unten erweitern und 100-Sitzer und darunter anbieten?« argumentiert Dr. Botti. Doch die Fokussierung des Elektroantriebs auf einen Regionaljet dürfte schlicht und einfach der Physik geschuldet sein: Die Reise zu einem E-Jet für die Mittelstrecke führt über die Zwischenstation eines kleinen Kurzstrecken-Jets, sonst ist der Entwicklungssprung zu groß.

Hybrid-Konzept wie bei Autos

Schon für einen kleinen Jet müssen noch eine ganze Reihe von technischen Hürden genommen werden. Freilich sind – wie bei den E-Autos – die Batterien der Pferdefuss an der ganzen Sache. Und das schätzt auch Airbus sehr realistisch ein, denn rein batteriebetriebenes Fliegen ist überhaupt noch nicht das Ziel. Vielmehr soll unter dem Namen »E-Thrust« ein Hybrid-Flugzeug entstehen, das von Elektromotoren angetrieben und von Akkus sowie einem Range-Extender gespeist wird. Der Range-Extender ist nichts anderes als ein mit Kerosin betriebener Generator, der elektrische Energie für die Triebwerke liefert. Allerdings ist seine Leistung nur auf den Reiseflug ausgelegt. Den zusätzlich nötigen Schub für Start und Steigflug bezieht das Flugzeug aus den Batterien. Aber auch die müssen noch um den Faktor 7 gegenüber heutigen Akkus an Gewicht verlieren, damit ein so kompakter Energiespeicher entsteht, wie es der Demonstrator von Airbus zeigt. Während des Reiseflugs wird der Akku dann wieder aufgeladen.

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Airbus E-Flieger »E-Fan«

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Effizient durch flexibleres Design

Zwar ist die mehrstufige Umwandlung von Brennstoff in elektrische, in chemische und dann in mechanische Energie mit Verlusten verbunden, doch auf der anderen Seite der Rechnung stehen Vorteile, die diese Verluste mehr als ausgleichen sollen. Durch den Elektroantrieb gewinnt Airbus Flexibilität im Design und kann einen völlig neuen Flugzeugtyp entwickeln. Verbrennungstriebwerke müssen einen möglichst großen Durchmesser haben, um effizient zu sein. Elektro-Fans können dagegen linear skaliert werden; es können also mehrere kleine E-Antriebe eingebaut werden, die sich viel besser in die aerodynamische Struktur des Luftfahrzeugs integrieren lassen und einen geringeren Luftwiderstand haben als die heutigen großen Triebwerke. Andere Detaillösungen, die angestrebt werden sind z.B. ein elektrisch angetriebenes Fahrwerk für das Rollen am Boden und die Beschleunigung beim Start. Während die heutigen Strahltriebwerke auf den maximalen Belastungsfall ausgelegt werden müssen (Start mit nur einem Triebwerk), soll der elektrische Hybrid-Jet durch die größere Zahl an Antrieben eine bessere Lastverteilung aufweisen, so dass die Reserven kostengünstiger werden. Auch der Generator muss ja nur noch für den Reiseflug ausgelegt werden. Das soll neben dem Lärm auch CO2- und Stickoxid-Emissionen deutlich verringern.

Wie weit der Weg dorthin allerdings noch ist, verdeutlicht Dr. Jean Botti anhand von ein paar Zahlen: »Der E-Fan hat eine Antriebsleistung von 2× 30 KW. Für einen Regionaljet brauchen wir einen 5-MW-Antrieb. Die heutigen Bordnetze in Flugzeugen haben max. 250 V. Das müssen wir auf 1000 V und 1000 A erhöhen«. Dazu ist Airbus eine Kooperation mit Siemens eingegangen, in der die Möglichkeiten der Leistungselektronik, der Supraleitung und der Antriebstechnik ausgelotet werden.

Ab 2017 in Serie

Doch vorerst wird man mit das Kleinflugzeug »E-Fan« zu einer Familie ausbauen. Neben dem elektrisch fliegenden Zweisitzer soll auch hier ein Hybrid-Modell mit Range-Extender entstehen, das dann 3 Stunden in der Luft bleiben kann sowie ein ebenfalls hybrid angetriebener Viersitzer. »Erfahrungen für die Serienherstellung, im Betrieb und mit der Wartung kann man nicht mit einem Prototypen sammeln, dazu muss man ein Flugzeug in Serie bauen,« sagt Airbus-CTO Dr. Botti. Und diese Serie soll 2017 starten.