Tech-Riesen arbeiten am hybrid-elektrischen Airliner

Die drei Unternehmen gaben die Zusammenarbeit führender Experten im Bereich Elektro- und Antriebstechnik in der Royal Aeronautical Society in London bekannt. Der hybrid-elektrische Technologiedemonstrator E-Fan X soll demnach 2020 im Anschluss an eine umfassende Bodentest-Kampagne erstmals fliegen, provisorisch auf einem Bae-146-Testflugzeug.

Zwei MW Elektromotor am Fan

Dabei soll eine der vier Gasturbinen-Strahltriebwerke des Flugzeugs durch einen Zwei-Megawatt-Elektromotor ausgetauscht werden. Ein weiteres Gasturbinen-Strahltriebwerk wird durch einen Elektromotor ausgetauscht werden, sobald die Systemreife bewiesen wurde.

Zu den wesentlichen Herausforderungen der heutigen Luftfahrtbranche gehört die Entwicklung eines umweltverträglicheren und effizienteren Transportmittels, welches weniger von fossilen Brennstoffen abhängig ist. Die Partner haben sich verpflichtet, die technischen EU-Richtlinien der Europäischen Kommission "Flightpath 2050 Vision for Aviation" in Sachen Umweltschutz einzuhalten (75 Prozent weniger CO2, 90 Prozent weniger NOx und 65 Prozent weniger Lärm).

Dies kann mit den Technologien von heute nicht erreicht werden. Airbus, Rolls-Royce und Siemens investieren daher in Forschungsarbeit in verschiedenen Bereichen der Technologie, darunter die Elektrisierung. Elektrische und hybrid-elektrische Antriebssysteme gelten heute als die vielversprechendsten Technologien um sich diesen Herausforderungen zu stellen.

Meilenstein für hybrid-elektrischen Passagierflug

"Der E-Fan X ist ein wichtiger Schritt in Richtung unseres Ziels, das elektrische Fliegen in naher Zukunft Wirklichkeit werden zu lassen. Unsere langjährige Erfahrung mit elektrischen Flugdemonstratoren, beginnend mit dem Cri-Cri, einschließlich e-Genius, E-Star, und erst kürzlich, mit dem E-Fan 1.2 als Höhepunkt, sowie die erfolgreiche Zusammenarbeit des E-Aircraft Sytems House mit Siemens ebnen den Weg zu einem sicheren, effizienten und wirtschaftlichen Single-Aisle-Flugzeug mit hybridem Antrieb," sagte Paul Eremenko, Chief Technology Officer von Airbus. "In unseren Augen ist der hybrid-elektrische Antrieb eine überzeugende Technologie für die Zukunft der Luftfahrt."

Der Demonstrator E-Fan X wird sich mit den Herausforderungen eines Hochleistungsantriebssystems, wie thermischen Auswirkungen, Steuerung des elektrischen Schubantriebs, Flughöhe und dynamischen Effekten auf elektrische Systeme und Fragen zur elektromagnetischen Kompatibilität auseinandersetzen. Ziel sind ist eine verbesserte und ausgereifte Technologie, Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit, um einen zügigen Fortschritt der Hybridtechnologie zu erreichen.

Branchengrößen starten mit Ausbildung von Ingenieuren

Das Programm zielt ebenfalls darauf ab, die zukünftigen Anforderungen an die Zertifizierung von elektrisch angetriebenen Flugzeugen festzulegen, und es wird bereits eine neue Generation von Designern und Ingenieuren geschult, um dem hybrid-elektrischen Verkehrsflugzeug einen Schritt näher zu kommen. Als Teil des Programms E-Fan X stellen Airbus, Rolls-Royce und Siemens jeweils ihre umfassende Erfahrung und ihr Know-how auf ihren entsprechenden Fachgebieten zur Verfügung:

• Airbus wird für die Gesamtintegration sowie die Kontrollarchitektur des hybrid-elektrischen Antriebsystems und der Batterien verantwortlich sein, sowie dessen Integration mitsamt der Flugsteuerung.
• Rolls-Royce ist verantwortlich für das Triebwerk, den Zwei-Megawatt-Generator – untergebracht im Rumpf des Demonstrators – und die Leistungselektronik. Zusammen mit Airbus arbeitet Rolls-Royce ebenfalls an der Anpassung des Fans an die bestehende Triebwerksgondel und den Siemens-Elektromotor.
• Siemens wird den Zwei-Megawatt-Elektromotor und deren elektronische Leistungskontrolleinheiten liefern sowie den Wechselrichter, Gleichspannungswandler und das Energieverteilungssystem. Dies kommt zu der Zusammenarbeit mit E-Aircraft Systems House, die Airbus und Siemens 2016 mit dem Ziel der Entwicklung und Ausreifung diverser elektrischer Antriebssystem-Komponenten und deren terestrischer Demonstration in mehreren Leistungsklassen starteten, hinzu.

Dritte Generation der Luftfahrt

Paul Stein, Chief Technology Officer bei Rolls-Royce, sagte: "Der E-Fan X bereichert unseren Kenntnisstand im Bereich Elektrik um das Fliegen zu revolutionieren, und heißt uns willkommen in der dritten Generation der Luftfahrt. Es ist eine aufregende Zeit für uns, denn das Ergebnis dieses technologischen Fortschritts wird die Entwicklung des weltweit leistungsstärksten Fluggenerators von Rolls-Royce sein."

"Siemens ist ein Innovationsmotor mit Höchstgeschwindigkeit im Bereich Kerntechnologien", sagte Roland Busch, Chief Technology Officer von Siemens. "Im April 2016 haben wir gemeinsam mit Airbus ein neues Kapitel der elektrischen Mobilität geöffnet. Einen elektrischen Flugzeugantrieb entwickeln bedeutet für uns neue Perspektiven für unser Unternehmen und somit auch für unsere Kunden und die Gesellschaft. Mit der E-Fan-X-Partnerschaft, sind wir nun einen Schritt weiter und führen die Technologie in der Luft vor." Auf dem Gruppenbild (v.l.n.r.): Dr. Frank Anton, Head of Siemens eAircraft; Mark Cousin, Airbus Head of demonstrators; Paul Stein, Rolls-Royce CTO.