Elektrisches Fliegen - die Zukunftsperspektive

Electric Flight
Airbus-Testflieger
Foto: Messe-FN
Uber denkt an Luft-Taxis
 So stellen sich die amerikanischen Ingenieure einen elektrisch betriebenen 150-Sitzer vor
Geht   es   nach   dem   kalifornischen   Flug- zeugbauer   Wright   Electric,   dann   könn- ten   bereits   2030   mit   einem   ihrer   „Wright One    ECO    150R“    150    Passagiere    von London    nach    Paris    fliegen.    Dass    die Idee    nicht    unrealistisch    ist,    beweisen ähnliche   Pläne   von   Boeing   und   Airbus. Auch   die   NASA   hat   sich   mit   dieser   Idee schon    seit    längerem    beschäftigt.    Die Prognosen     des     Weltluftverkehrs     bis 2030    gehen    nicht    nur    von    einer    Ver- dopplung     des     Weltluftverkehrs     aus, sondern   auch   von   den   daraus   entsteh- enden   Emissionen.   30   Prozent   der   Flug- verbindungen   sind   genau   die   Flüge,   die ein    elektrisch    betriebenes    Kurzstrek- kenflugzeug   bedienen   könnte.   Erste   Ge- spräche   führte   Jeff   Engler,   Mitbegrün- der   der   Wright   Electric   bereits   mit   dem englischen   Low-Cost   Carrier   Easy   Jet, die    sich    durchaus    vorstellen    können, einen solchen Flugzeugtyp einzusetzen.
Tomas   Brødreskift   hatte   auf   der   AERO gut   Lachen.   Rechzeitig   zu   Messebeginn konnte   er   seinen   Prototypen   des   ersten Serienmotorflugzeugs   der   Welt   mit   Hy- bridantrieb   fertigstellen.   Acht   Jahre   ar- beitete    der    Norweger    an    der    Realisie- rung   seines   einzigartigen   Flugzeugent- wurfs,   das   mit   viel   deutscher   Techno- logie    und    unzähligen    Helfern    fertigge- stellt    werden    konn-te.    Der    Zweisitzer wartet    mit    vielen    technischen    Neue- rungen   auf.   Dazu   zählt   auch   eine   Fy-by- wire    Steuerung.    Der    100    kW    E-Motor soll    das    Amphibium    auf    130    Knoten bringen.      Inzwischen   laufen   in   der   Nähe von    Oslo    die    Vorbereitungen    für    die Land-   und   Seeerprobung   des   zweisitz- igen Amphibiums.
Foto: Messe-FN
Equator P2 Excusion
Foto: H.Penner
Elektrischer 150-Sitzer
Bild: Wright Electric
 Das Herz des Antriebs ist ein 100 kW-Elektromotor in der Seitenleitwerksflosse
https://weflywright.com/
So könnte die nahe Zukunft aussehen: Auf dem Dach eines Parkhauses starten und in wenigen Minuten den Zielort erreichen.
Uber    ist    ein    amerikanisches    Dienstlei- stungsunternehmen     mit     Sitz     in     San Francisco.    Es    bietet    in    vielen    Städten der   Welt   Online-Vermittlungsdienste   zur Personenbeförderung    an.    Uber    wurde 2009    ursprünglich    als    Limousinenser- vice   von   Garrett   Camp   und   Travis   Ka- lanick    (heute    CEO)    in    San    Francisco gegründet.   Die   Dienste   UberX   und   Uber- Black    vermitteln    Fahrgäste    an    Mietwa- gen   mit   Fahrer,   UberPop   vermittelt   sie an    private    Fahrer    mit    eigenem    Auto. UberTaxi    vermittelt    reguläre    Taxis.    Die Vermittlung   erfolgt   über   eine   Smartpho- ne-App    oder    eine    Website.    Das    Unter- nehmen   erhebt   dabei   eine   Provision   von bis   zu   20   Prozent   des   Fahrpreises.   Die mobile    Anwendung    zählt    zu    den    Taxi- Apps.    Inzwischen    ist    auch    Toyota    an Uber    beteiligt.    Der    geschätzte    Börsen- wert    liegt    inzwischen    bei    über    50    Mil- liarden   Dollar.   Neu   sind   Ubers   Absich- ten     zur     Verkehrsentlastung     in     Groß-
stadtzentren   auch   in   die   Luft   zu   gehen. Was   teilweise   noch   als   Utopie   gesehen wird,   könnte   schon   in   wenigen   Jahren Wirklichkeit   werden.   Im April   hatte   man einen   Konvent   einberufen.   Neben   fast 20   Mitbewerbern   wie   auch   Airbus,   Em- braer   und   Bell   beteiligte   sich   auch   der slowenische     Flugzeughersteller     Pipi- strel.    Ivo    Boscarol,    CEO    von    Pipstrel und    Mike    Moore,    Techn.    Direktor    für Luftfahrt     bei     Uber,     unterzeichneten einen     Kooperationsvertrag,     der     vor- sieht,   dass   Pipistrel   einen   VTOL   für   ein Air     Taxi     entwickelt,     dessen     erstes Muster bis 2020 fliegen soll.
Aurora   Flight   Scienves   machte   sich   in   der Vergangheit   einen   Namen   durch   verschie- dene    Drohnenprogramme,    insbesondere für    die    US-Streitkräfte.    Im    Oktober    2017 kaufte    Boeing    HorizonX    das    Unterneh- men.    Nun    will    man    auch    zivile    Anwen- dungen forcieren. Mit    dem    Kauf    von    US-Firma   Aurora    Flight Sciences   durch   Boeing   HorizonX   könnte   die schon    viel    zitierte    urbane    Flexibilität    bald Wirklichkeit    werden.    Das    rund    600    Mann starke   Entwicklungsunternehmen   hat   in   der Vergangenheit bereits an über 30 Drohnen-.
Einfach über Wasser schweben
Ein    Einfachstfluggerät    mit    Senkrecht- starttechnik   und   fliegbar   in   der   120   kg- Klasse.    Das    wär‘s    doch!    Genau    das wurde   im   April   in   den   USA   präsentiert. Der   Kitty   Hawk   Flyer   ist   ein   copterähn- liches   Fluggerät,   dass   wie   ein   Segway in     sitzender     Form     geflogen     werden kann.   Bis   zu   40   km/h   schnell   soll   der Kitty    Hawk    Flyer    werden.    Nach    den ersten    Tests    über    einer    Wasserfläche demonstrierte   der   Pilot   Cimmeron   Mor- rissey    einen    zum    Teil    sehr    wendigen Schwebeflug.   Ziel   ist   es   noch   bis   Jah- resende   das   rund   100   kg   leichte   Flug- gerät   in   einer   stark   verbesserten   Ver- sion   auf   den   US-Markt   zu   bringen.   Kitty Hakws   Flyer   wäre   dann   wie   ein   normal- es   Sportgerät   über   amerikanischen   Ge- wässer   lizenzfrei   fliegbar!   Die   Flugzeit dürfte    jedoch    vorerst    auf    nicht    mehr
als    15    Minuten    begrenzt    sein    -    eine Sache   der   Batterien!   Der   Prototyp   ist eine   Rahmenkonstruktion   mit   den   acht Motorenauslegern   in   dessen   Mitte   sich unter   dem   Sitz   die   Batterien   und   die Steuerungselektronik     befinden.     Statt eines   Fahrwerks   besitzt   der   Flyer   zwei einfache    Schwimmer.    Die    Lagerege- lung   erfolgt   automatisch.   Das   Flugge- rät kann nicht überzogen werden! Kitty   Hawk   ist   ein   Tochterunternehmen des    von    Google-Mitbegründers    Larry Page   mitbegründeten   und   finanzierten Firma   Zee   Aero,   die   nach   zukünftigen Mobilitätslösungen   unter   dem   Sammel- begriff    von    Personal   Aircraft    und   Air Taxis      sucht.      Eine      Zulassung      in Deutschland     unter     der     eingeführten       120   kg-Klasse   dürfte   bei   den   Behörden jedoch sehr schwierig sein.
Kitty Hawk läßt sich so ähnlich wie ein Segway steuern. Das System soll weiterentwickelt werden.
Bild: Uber
Ein neues Fluggerät “Made in Germany”
Noch Vision aber technisch schon durchaus vorstellbar: Air-Taxis für Kurzflüge
Fünfsitzige Version (Rendering) des noch in Entwicklung befindlichen Serien VTOL
Das VTOL Air-Taxy, hier noch die unbemannte Version während des Erstfluges am Flugplatz Mindelheim
Der   Prototyp   des   noch   unbemannten   Luft- taxis   „Lilium“   flog   bereits.   Doch   in   zwei Jahren   soll   der   Fünfsitzer   schon   bemannt fliegen.   Die   Idee   kam   von   Startup-Mitgrün- der   Daniel   Wiegand   aus   München,   der   zu- vor   in   der   Industrie   tätig   war.   Schon   bei „Jugend   forscht“   holte   er   sich   den   ersten Preis.   Danach   ging   er   an   die   Technische Universität    München    und    machte    seine Diplomarbeit    im    Fachbereich    Flugantrie- be.   „Als   ich   das   erste   Mal   von   meiner   Idee mit   dem   senkrecht   startenden   Elektro-Jet erzählte,   erntete   ich   Erstaunen   aber   auch wohlwollende   Skepsis“,   erzählte   Firmeng- ründer   Daniel   Wiegand.   Seine   Vision   erin- nerte   sehr   an   Actionfilme,   in   denen   Film- helden     mit     einem     Jet     durch     Häuser- schluchten    düsten.    Projektziel    des    31- jährigen   Ingenieurs   war   vor   zwei   Jahren, ein   elektrisches   Flugobjekt   zu   entwickeln, das   auf   kleinstem   Raum   senkrecht   starten und   landen   kann.   In   Sebastian   Born,   Pat- rick   Nathen   und   Matthias   Meiner   fand   er drei    Mitstreiter,    die    das    Zukunftsprojekt inzwischen   mitgestalten.   2015   gründeten sie   das   Unternehmen   Lilium Aviation.   Was aber   ist   Lilium   genau?   Von   oben   oder   un- ten   gesehen   ist   Lilium   ein   Canardflügler mit   10   Meter   Spannweite.   Der Antrieb   liegt im   Haupt-   und   im   Canardflügel.   Dort   be- finden   sich   im   Hauptflügel   24   und   im   Ca- nardflügel   12   Fans.   Beim   Protoytypen   hat der   vordere   Teil   noch   keinen   echten   Ca- nardflügel,     der     auch     aerodynamischen Auftrieb   liefern   würde.   Er   besteht   nur   aus
einer   am   Rumpfvorderteil   drehbaren   Fan- Gondel,   in   der   sich   12   Fans   befinden.   Das soll    allerdings    in    der    Serienversion    an- ders   werden.   Die   Motoren   sind   mit   den Fans    jeweils    zu    Gruppen    zusammenge- fasst,   die   zwischen   den   Hub-   und   Marsch- phasen   um   je   90   Grad   geschwenkt   wer- den.    Ähnlich    wie    Spielzeug-Drohnen    er- folgt   ihre   elektrische   Ansteuerung   durch eine    Lageregelung.    Dadurch    sind    senk- rechte    Starts    und    Landungen    möglich. Insgesamt   beträgt   ihre   Leistung   320   kW (Serienverion).   Gegenüber   den   drohnen- ähnlichen    Senkrechtstartern    hat    Lilium einen     entscheidenden     Vorteil:     Mit     der Fähigkeit   des   aerodynamischen   Flugs   im Reisebereich   verbraucht   er   bis   zu   90   % weniger Energie. Lilium’s    Flight    Envelope    Protection    Sy- stem   (deutsch   etwa:   Schutz   des   Betriebs- zustandes)    verhindert    aber    auch,    dass der   Pilot   Manöver   fliegt,   die   über   die   aero- dynamischen   oder   strukturellen   Grenzen des   Flugzeugs   hinausgehen   würden.   Im Reiseflug,   so   sind   die   Berechnungen,   soll Lilium   bis   zu   300   km/h   schnell   werden. Die    Faneinheiten    stehen    dann    oberhalb des   Profils   mit   der   Ansaugöffnung   Rich- tung   Flugrichtung.   Durch   das   Ansaugen des   Fahrtwindes   entsteht   in   den   vorderen zwei   Dritteln   des   Flügels   eine   laminarere Strömung.    Lilium    besitzt    keinerlei    aero- dynamische     Ruder!     Lilium     wird     rein elektrisch   betrieben.   Die   Energie   soll   aus Batterien kommen.
Foto: Lilium Aviation
Bild: Lilium Aviation
Bild: Lilium Aviation
Boeings Einstieg über Tochtergesellschaften in die Zukunft alternativer Antriebssysteme zukünftiger Verkehrsflugzeuge
Ein Canard-Flugzeug mit Senkrechtstarteigenschaften 
Der Realität ein Stückchen näher
Mit dem Aurora eVTOL als Air-Taxy für Uber möchte Boeing Erfahrungen sammeln.
Das Antriebskonzept der Drohne könnte bald auch zivile Anwendung finden.
Zunum Aero sieht für die Zukunft eine ganze E-Flugzeug-Familie. Mit einem 12-Sitzer soll begonnen werden
projekten    mitgewirkt.    Ausgangsbasis    für einen   bemannten   Multicopter   eVTOL,   war ein    militärisches    Gerät    für    das    Verteidi- gungsministerium,   das   unter   anderem      nun auch    für    den    Fahrdienstvermittler    Uber entwickelt     wird.     Das     bereits     1989     ge- gründet     Unternehmen     US-Firma    Aurora Flight   Sciences   in   Manassas   im   US-Bun- desstaat    Virginia    ist    nach    Angaben    von Boeing    eines    der    führenden    Firmen    für elektrische   Antriebe.   Aurora    Flight    Scien- ces    wird    als    selbstständige    Tochter    der Boeing    Company    fortgeführt.    Zu    den    er- sten    Entwürfen    für    größere    Flächenflug- zeuge    zählt    auch    XV-24A,    einem    zurzeit noch       unbemannten       Canard-Flugzeug, ebenfalls   militärischer   Auslegung,   für   das auch   bemannte   zivile   Auslegungen   denk- bar   sind.   Die   Ähnlichkeit   zu   dem   deutschen Projekt   Lilium   ist   dabei   frappierend.   Die   24 elektrischen    Antriebsmotoren     sollen     be- sonders    geräuscharm    arbeiten.    Für    Start und    Landung    werden    sowohl    der    Haupt- als   auch   der   Canarflügel   in   eine   senkrech- te Position gebracht.
Zunum    Aero,    der    noch    immer    große Unbekannte    unter    den    Start-up-Unter- nehmen     für     zukünftige     Verkehrsflug- zeuge hat große Pläne. Vorerst    fliegt    Zunum‘s   Aero    12-Sitzer    nur als    Computeranimation.    Das    von    Boeing HorizonX    und    JetBlue    Technology    Ventu- res       unterstützte       Start-up-Unternehmen möchte    sein    erstes    Hybrid-Flugzeug    be- reits    2022    in    die    Luft    bringen.    Doch    der Zwölfsitzer   von   Zunum   soll   nur   den   Anfang einer    ganzen    Familie    elektrisch    angetrie- bener    Regionalflugzeuge    sein,    die    inner- halb    der    nächsten    zehn    Jahre    marktreif
werden    könnten.    Zunum    verspricht    we- sentliche     Leistungs-     und     Effizienzstei- gerungen   für   die   Zukunft.   Das   Unterneh- men    setzt    dabei    auf    die    bis    dahin    noch leistungsfähigeren     Batterien,     mit     denen sich    immer    höhere    Reichweiten    erzielen ließen.   Die   elektrische   Leistung   kommt   von in    den    Flügeln    gelagerten    Batterien,    die direkt     von     einer     Powertrain-Einheit     im Heck   des   Flugzeugs   gespeist   werden.   Als Antrieb     dienen     zwei     elektrische     Fans, deren    Schaufeln    wie    bei    den    Turbofans verstellt   werden   können.   Zudem   soll   das Flugzeug   auf   extrem   kurzen   Pisten   von   nur 670   Meter   starten   können.   Das   Geschäfts-
reiseflugzeug     soll     immerhin     340     mph (550km/h)    erreichen    und    einen   Aktionsr- adius   von   700   Meilen   haben.   Das   Unter- nehmen   rechnet   mit   nur   8   Cent   pro   geflo- gene   Meile   und   Sitzplatz.   Zum   Ende   des kommenden   Jahrzehnts   sollen   laut   Zunum elektrisch   angetriebene   Flugzeuge   für   bis zu   50   Personen   mit   über   1.600   Kilometer Reichweite   möglich   sein.   Dies   deckt   sich durchaus   auch   mit   den   Angaben   von   Sie- mens,   die   mit   Airbus   an   ähnlichen   Ideen arbeiten.
Dreier-Pakt: Airbus, Siemens und Rollce-Royce bereiten sich auf die Zukunft vor
Nach einigen geförderten Projekten wie den e-Genius, den E-Star und den Fan 2.0 entsteht jetzt das Gemeinschafts- Projekt E-Fan X auf Basis des kleinen Vierstrahlers BAe 146. Das Testflugzeug soll schon 2020 in die Luft kommen!
Bild: Airbus
Auf    Basis    des    britischen    Kleinverkehrs- flugzeuges     BAe-146     wollen     Siemens, Rolls-   Royce   und   Airbus   gemeinsam   bis zum    Jahr    2020    die    Machbarkeit    eines fortschrittlichen    Elektorantriebs    prüfen.    In der   ersten   Phase   ist   beabsichtigt   nur   ein Strahltriebwerk    dieses    erfolgreichen    Ver- kehrsflugzeuges     gegen     einen     Elektro- motor    von    Siemens    auszutauschen.    Die Triebwerksgondel   für   den   2   MW   starken Motor   bleibt   ebenso   erhalten,   wie   der   Fan,
der    dem    Motor    angepasst    werden    muss und   die   dazugehörige   Verkleidung.   In   der zweiten    Phase    soll    eine    weitere    Trieb- werkseinheit    umgerüstet    werden.    Rolls- Royce    übernimmt    den    Part    für    die    Lei- stungselektronik    und    die    Integration    des Motors,   während   Airbus   die   Kontrollarchi- tektur     des     hybrid-elektrischen     Antriebs- systems,   der   Batterien   sowie   für   die   Steu- erung    des    Flugzeug    verantwortlich    sein wird.
Foto: Wright Electric