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Das DLR hat ein Konzept für Elektro-Commuter untersucht

Können Elektroflugzeuge jemals größer werden als Reiseflugzeuge der Allgemeinen Luftfahrt? Das DLR und das Bauhaus Luftfahrt glauben ja. Als nächsten Schritt in der Entwicklung der Elektroflugzeuge sehen sie die Entwicklung und den Einsatz von 19-sitzigen Commuter-Flugzeugen. Aber es gibt noch einige Hürden auf dem Weg dorthin. 

18.02.2020

Im Rahmen der Studie CoCoRe haben Forscher des DLR exemplarisch eine Konfiguration untersucht, die sich mit einigen Modifikationen eng an die 19-Sitzer Do 228 und Jetstream 31 anlehnt. © DLR

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) geht davon aus, dass nach den ersten elektrisch angetriebenen Flugzeugen der Allgemeinen Luftfahrt als nächster großer Schritt ein Commuter-Flugzeug mit hybrid-elektrischem Antrieb folgen wird. In Zusammenarbeit mit dem Bauhaus Luftfahrt hat das DLR im Rahmen des Projekts CoCoRe (Cooperation for Commuter Research) nun analysiert, ob und welche Möglichkeiten und Potenziale es im Segment der hybrid-elektrisch angetriebenen Flugzeuge mit bis zu 19 Sitzen geben kann.

„Dabei zeigt sich, dass elektrische Antriebe für die häufig geflogenen kurzen Distanzen bis 350 Kilometer in dieser Klasse sinnvoll CO2-sparend eingesetzt werden können. Zukünftig sind in diesem Entfernungsbereich auch Flugtaxiverbindungen von Flugplätzen weniger gut angebundener mittelgroßer Städte denkbar“, teilte das DLR nun mit.

Batterien in den Triebwerksgondeln

„In unserer Studie haben wir exemplarisch eine Konfiguration untersucht, die sich mit einigen Modifikationen eng an die heute fliegenden 19-Sitzer Do 228 und insbesondere Jetstream 31 anlehnen“, erklärt Projektleiter Wolfgang Grimme vom DLR-Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr aus Köln. Die Forscher modifizierten in ihrem Entwurf die Fahrwerksgondeln, die über den Tragflächen für die Aufnahme von schnell austauschbaren Batterieblöcken erweitert wurden. „Damit haben wir das Gewicht der vergleichsweise schweren Batterien genau da, wo es am Flugzeug am günstigsten bei Start und Landung sitzt – direkt über den Fahrwerken. Leere Batterien können so unkompliziert und schnell an einem Flughafen gewechselt werden.“

Das Gewicht der Batterien ist ein entscheidender Faktor bei der Auslegung des Antriebssystems. Denn die Ingenieure rechnen mit einem Gewicht von zwei Tonnen für die Energiespeicher – bei einem Abflugmasse von 8,6 Tonnen. Bei einem vollelektrischen Flugzeug reichte die Batteriekapazität für gerade einmal 108 nautische Meilen (200 Kilometer) Reichweite. „Nach unseren Recherchen fliegen 19-Sitzer weltweit zu 56 Prozent Strecken unter 200 Kilometern und zu 83 Prozent unter 350 Kilometern, so dass diese Kombination aus vollelektrischem Flug ergänzt um einen Range Extender bereits einen Großteil der CO2-Emissionen im Bereich der Commuter-Flugzeuge vermeiden würde“, sagte Dr. Annika Paul vom Bauhaus Luftfahrt.

Das DLR arbeitet an verschiedenen Technologien zur Emissionsreduzierung der Luftfahrt. Der Electric Flight Demonstrator mit hybrid-elektrischem Antrieb ist eines der Projekte. © DLR

Range Extender in Form von Gasturbinen könnten die Reichweite auf 540 nautische Meilen (1.000 Kilometer) erweitern, sind sich die Forscher einig. Bei Fortschritten in der Batterietechnologie könnte sich die Reichweite von vollelektrischen Flügen ohne höhere Leermasse künftig verdoppeln, schätzen die Forscher.

Bremen–Berlin per Elektroflugzeug

Im Rahmen der Studie haben sich die Forsche auch die potenziellen Einsatzfelder solcher Flugzeuge angeschaut. Neben dem verbreiteten klassischen Einsatzbereich als kleine Zubringerflugzeuge für entlegene Regionen mit wenig Passagieraufkommen wie beispielsweise in Kanada identifizierten die Forscher auch einen Bedarf für mittelgroße Städte in Europa, die über unzureichende Direktanbindungen unter anderem an große Ballungszentren verfügen. Für Deutschland nennen die Forscher als Beispiele die Strecken Mannheim–Berlin, Bremen–Berlin oder auch Münster–Leipzig.

Auch mit den wirtschaftlichen Herausforderungen haben sich die Forscher auseinandergesetzt und einerseits die derzeit auf 1.000 Ladezyklen begrenzet Lebensdauer der Batterien ausgemacht, andererseits die vergleichsweise geringen CO2-Preise. Sollten sich beide Faktoren ändern, änderte sich auch die wirtschaftliche Perspektive für elektrisch angetriebene Flugzeuge.

 

 

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