Elektroflugzeug für die Pilotenausbildung
Der europäische Luftverkehr verzeichnet ein jährliches Wachstum von 4 %. Hierdurch entsteht ein steter Bedarf an neuen Piloten. Laut dem EU-finanzierten Projekt WATTsUP sind Elektroflugzeuge die Zukunft der Pilotenausbildung. Die emissionsfreien Flugzeuge bieten Vorteile für die Umwelt. Sie können zudem geräuscharm betrieben werden und sind daher für die Pilotenausbildung an kleinen Flugplätzen geeignet, die anderenfalls an Wochenenden aus Lärmgründen geschlossen wären. Außerdem können diese Flugzeuge kostengünstiger betrieben werden. Sie sind wartungsarm und die Stromkosten pro Stunde sind geringer als die Treibstoffkosten, was ebenfalls die Kosten für die Pilotenausbildung senkt. Die Stromrechnung für einen einstündigen Flug beträgt z. B. lediglich etwa 2 EUR! Das WATTsUP-Konsortium baute ein Prototyp-Ausbildungsflugzeugs aus der Klasse der Sport- und Leichtflugzeuge zu einem ausgereiften Produkt aus. Das Projekt ist das erste, das eine Produktionskette für solchen Flugzeuge entwickelt hat. Neues Antriebssystem So wie die meisten modernen Flugzeuge ist das WATTsUP-Zweisitzerflugzeug aus leichten Verbundwerkstoffen gebaut. Am innovativsten sind die elektrischen Antriebstechnologien. Der Schub kommt aus einem 60-kW-Elektromotor, der mit einem vorderseitig montierten Propeller für die Energierückgewinnung verbunden ist. Der Motor und die Leistungssteller des Fahrzeugs wurden speziell für den Luftfahrtantrieb entwickelt und umfassen ein Kühlsystem, das für eine optimale Flüssigkeitszirkulation um den Motor und für eine optimale Luftzirkulation um die Batterien herum sorgt. Jede der beiden 10,5-kWh-Batterien kann das Flugzeug alleine mit Strom versorgen, falls eine der Batterien ausfallen sollte. Das Batteriemanagementsystem optimiert Lade- und Entladevorgänge in allen Flugphasen. Im Rahmen des Projekts wurden zudem neue Throttle-by-Wire-Protokolle und alle damit verbundene Elektronik, die Propeller und die Werkzeuge für deren Gestaltung sowie ein völlig neuer Rumpf zur Unterbringung der unkonventionellen Komponenten entwickelt. Forscher führten alle Prüfungen und Validierungen durch, die für eine globale Zertifizierung des Flugzeugs notwendig sind. Anwenderfreundlichkeit Da konventionelle Cockpits weder Instrumente noch Regler für Elektroflugzeuge beinhalten, musste das Team eine völlig neue Cockpit-Schnittstelle entwerfen. „Die Kombination von graphischen Fluginstrumenten und Ladegerätsanzeigen sowie ein neuer Leistungshebel sorgen dafür, dass das Flugzeug so einfach wie ein Mobiltelefon verwendet werden kann“, sagt Dr. Igor Perkon, Programmleiter für Forschung und Entwicklung bei Pipistrel Vertical Solutions, dem wichtigsten Projektpartner. Das Flugzeug kann Fluggeschwindigkeiten von mehr als 200 km/h erreichen, während die aktuellen Batterietechnologien eine Flugzeit von einer Stunde einschließlich einer kleinen Reserve ermöglichen. Diese Reichweite ist zwar nicht für Überlandflüge, doch für Ausbildungszwecke hinreichend. So wie es mehr und mehr Ladestationen für Bodenfahrzeuge auf den europäischen Straßen gibt, geht Dr. Perkon davon aus, dass sich auch auf europäischen Flugplätzen ähnliche Ladenetze ausbreiten werden. „Ein Beispiel:“, merkt Dr. Perkon an, „in der Schweiz wurden strategisch Ladestationen auf Flugplätzen aufgestellt, um emissionsfreie Überlandflüge zu ermöglichen.” Das Schnellladesystem gewährleistet eine Wiederaufladung in 40 Minuten. Im Zuge von WATTsUP wurde ebenfalls ein innovativer Satz von Online-Tools für die Anforderungen von Flugschulen erstellt. Das Unterrichtsprogramm ist absichtlich interaktiv und leicht verständlich gehalten. Ein Flottenmanagement-Portal vereinfacht die Buchung von Ausbildungsflügen für Auszubildende. Das Team demonstrierte das Produkt auf europäischen Luftfahrtmessen und anderen Veranstaltungen. Die Bekanntmachung führte zur Erteilung dutzender Aufträge vor Produktionsbeginn. Seit Abschluss des Projekts gegen Ende 2017 sind bereits fast 30 Flugzeuge an Kunden geliefert worden. Das WATTsUP-Ausbildungsflugzeug könnte erst der Anfang einer neuen Ära der Elektroflugzeuge sein. Forscher prognostizieren vollständig autonome Flugzeuge bis 2025.
Schlüsselbegriffe
WATTsUP, Elektroflugzeug, Flugplatz, Pilotenausbildung, emissionsfrei, Ausbildungsflugzeug
