Elektroflieger im Aufwind

Die elektrische Fortbewegung hat den Himmel erreicht. Erste batteriebetriebene Flugzeuge haben bereits abgehoben, weitere stehen am Start - trotz schwerer Akkus und geringer Reichweite.

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  • Chris Löwer
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Die elektrische Fortbewegung hat den Himmel erreicht. Erste batteriebetriebene Flugzeuge haben bereits abgehoben, weitere stehen am Start – trotz schwerer Akkus und geringer Reichweite.

Ein Liter Benzin für hundert Kilometer – bei Autos ist das eine magische Marke, die nur mit großem technischen Aufwand zu erreichen ist. Doch demnächst sollen sogar Flugzeuge diese Spritspar-Schallmauer durchbrechen: Die amerikanische Weltraumbehörde Nasa und die Cafe-Stiftung (Comparative Aircraft Flight Efficiency) haben mit der "Green Flight Challenge" einen Wettbewerb um das sparsamste Fluggerät ausgerufen. Im Juli 2011 kämpfen Öko-Flieger aus aller Welt im kalifornischen Santa Rosa um 1,5 Millionen Dollar Preisgeld. Die Teilnehmer müssen mindestens 320 Kilometer weit mit einer Mindestgeschwindigkeit von 160 km/h fliegen und dürfen dabei maximal einen Liter Kraftstoff (beziehungsweise 33,7 Kilowattstunden Strom) auf hundert Kilometern verbrauchen.

Der im Allgäu lebende Ingenieur Calin Gologan hat die erste Hürde zum Preisgeld schon genommen. Sein einsitziges Propellerflugzeug "Elektra One" wurde als eine von bisher acht Maschinen zur Green Flight Challenge zugelassen. Gologan und drei weitere Wettbewerber setzen dabei auf einen elektrischen Antrieb. Das ist gleichermaßen naheliegend wie erstaunlich. Naheliegend, weil Elektromotoren weitaus effizienter arbeiten als Verbrennungsmaschinen. Erstaunlich, weil das hohe Gewicht der Akkus, das schon Elektroautos zu schaffen macht, in der Fliegerei noch viel stärker zu Buche schlägt.

Doch mit seiner Strom-Vision ist Gologan nicht allein. Keine große Flugschau kommt mehr am Thema Elektrofliegerei vorbei. Bei der AirVenture im amerikanischen Oshkosh, der größten Luftfahrtveranstaltung der Welt, waren die Stromer der Lüfte in diesem Jahr gar das Generalthema. Getragen wird die E-Szene nicht nur von Kleinunternehmern wie Gologan, auch Luftfahrtkonzerne wie EADS arbeiten an ihren eigenen Elektro-Konzepten. Entsprechend vielfältig sind auch die technischen Ansätze – vor allem bei der Frage, woher der Strom für den E-Motor kommen soll. Neben Batterien wie bei Gologans Elektra One kommen auch Solarzellen, Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren infrage. Prominentester Elektroflieger ist der Schweizer Abenteurer und Psychiater Bertrand Piccard, Mitinitiator des "Solar-Impulse"-Projekts. Sein Solarflugzeug "HB-SIA" soll 2012 allein mit Sonnenkraft die Welt umrunden.

Dazu wurden die gesamten 64 Meter langen Tragflächen mit den besten Solarzellen ausgelegt, die der Markt hergibt. Tags-über sollen sie so viel Strom produzieren, dass der Überschuss in Akkus gespeist werden und das Flugzeug durch die Nacht bringen kann. Im Juli gelang es Pilot André Borschberg mit einem Prototyp der HB-SIA zu zeigen, dass der Plan grundsätzlich funktioniert: Er hielt die Maschine 26 Stunden in der Luft. Doch trotz solcher Erfolge dürfte photovoltaisches Fliegen vorläufig in der Exoten-Nische bleiben. "Solarantriebe werden für die Personenbeförderung absolut unbedeutend sein, sondern eher für Beobachtungsaufgaben in großen Höhen eine Rolle spielen", meint Rudolf Voit-Nitschmann, Direktor des Instituts für Flugzeugbau der Uni Stuttgart sowie Geschäftsführer der Steinbeis Flugzeug- und Leichtbau GmbH. Eine Einschätzung, die umso beachtlicher ist, da unter Voit-Nitschmanns Ägide bereits 1996 das Solarflugzeug Icaré gebaut worden ist, das heute noch fliegt.

Das größte Problem bei der Solarfliegerei: Die Zellen erreichen nicht die Oberflächengüte einer Tragfläche, worunter die Aerodynamik leidet. Optimierte Lösungen sind extrem teuer. Calin Gologan setzt bei seiner Elektra One deshalb zunächst ausschließlich auf Strom aus der Batterie. Später, wenn das Gerät in Serie geht, will er auch eine Version mit auflaminierten Solarzellen anbieten, deren Strom die Akkus unterstützen soll.

Die Eckdaten für die Elektra One klingen beeindruckend: 400 Kilometer Reichweite bei einer Reisegeschwindigkeit von 160 km/h – Werte, von denen E-Autobauer nur träumen können. Wie ist das möglich? "Mit findigem Leichtbau und geschliffener Aerodynamik", antwortet Gologan. Der 16-kW-Elektromotor wiegt keine fünf Kilogramm, das gesamte Flugzeug bringt mit seinen zwölf Metern Spannweite ohne Akkus gerade einmal 90 Kilo auf die Waage – Glas- und Kohlefaserkunststoff sei Dank. Den eleganten Rumpf hat Gologan mit mathematischen Formeln und einer CAD-Software so windschlüpfrig designt, dass die Maschine im langsamen Reiseflug nur fünf Kilowatt verbraucht.