Bislang werden elektrisch angetriebene Flugzeuge nur bei experimentellen Erprobungsflügen eingesetzt. Hauptgründe sind hohe Leistungen der elektrischen Antriebe sowie Bereitstellung und Speicherung der notwendigen Energie. Das soll sich ändern.
Dezember 2018 – Die EU-Kommission hat ihre Vision von nachhaltigerem Flugverkehr in Flightpath 2050 festgehalten. Die internationale Zielsetzung gibt für die Luftfahrt die Reduzierung der Kohlendioxid-, Stickstoff- und Lärmemissionen von 65% bis 90% bis 2050 vor. Dieses Ziel kann jedoch nur durch den Einsatz von alternativen Antriebskonzepten erreicht werden.
Im Projekt HighV, an dem auch das WGP-Institut FAPS (Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) beteiligt ist, soll daher ein elektrischer Hauptantriebsstrang mit E-Motor und Brennstoffzellen-Batterie-Hybrid entwickelt werden. In dieser Alternative zum Verbrennungsmotor soll bis zu 150 kW Antriebsleistung stecken, was vergleichbar mit der Dauerleistung eines aktuellen elektrisch angetriebenen Sportwagens ist. Ein solcher Antrieb könnte dann bei kleineren Passagierflugzeugen auch im Bereich commuter & business aircraft, also für Pendler und Geschäftsleute eingesetzt werden. Einen weiterentwickelten flugfähigen Hybridflieger wollen die Forscher bis 2021 präsentieren.
FAPS Erlangen: Die AEG-Halle des Projekts HighV – Quelle: Kurt Fuchs
Automatisierung für optimale Qualität
Die Wissenschaftler des FAPS unterstützen ihre Projektpartner in den Fertigungsprozessen. Ziel ist eine höhere Leistungsdichte des Motors zu erreichen – also ihn so leicht und gleichzeitig so leistungsfähig wie möglich zu machen – und das bei weitgehend automatisierter Produktion. Die Automatisierung ist deswegen von besonderer Bedeutung, weil dadurch sämtliche Prozessschritte für die Motorenproduktion überwacht und nachvollziehbar werden. „Die Qualitätskontrolle ist in der Luftfahrt natürlich extrem wichtig“, erläutert der Projektbearbeiter Johannes Seefried. „Jeder Produktionsschritt muss mehrfach abgesichert werden.“
Doch auch auf die Materialien werfen die Forscher ein Auge. „Im Bereich der Draht- und Isolationsmaterialien wollen wir in dem Projekt neue Wege gehen. Mit HighV möchten wir dazu beitragen, der deutschen Luftfahrtindustrie eine herausragende Stellung im Bereich neuer Technologien zu sichern und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten“, ergänzt Seefrieds Kollege Alexander Mahr. Für den WGP-Lehrstuhl FAPS liege das übergeordnete Ziel in der Demonstration der Machbarkeit der serienflexiblen und hochautomatisierten Herstellung von leistungsfähigen elektrischen Antrieben, nicht nur für Automotive- und Industrieanwendungen, sondern auch für den Einsatz in der zivilen Luftfahrt.
FAPS Erlangen, Wickelmaschine – Quelle: Kurt Fuchs
Vielfältige Expertise
Die Entwicklung der Brennstoffzelle sowie der dazugehörigen Batterien erfolgt durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zusammenarbeit mit der Universität Ulm. Die Auslegung des Antriebstranges sowie die Entwicklung geeigneter Fertigungsverfahren werden durch die Siemens AG in Kooperation mit dem Lehrstuhl FAPS umgesetzt. Die Konzeptionierung sowie Entwicklung der Gesamtsystemarchitektur wird durch das DLR, die Firma Diehl sowie die Universität Ulm durchgeführt. Anschließende Zulassungsprozesse sowie Flugerprobungen obliegen der Siemens AG sowie dem DLR.
Beitragsbild: FAPS Erlangen HighV: Prototyp eines elektrisch angetriebenen Flugzeugs, HY42016LR | Quelle: Jean-Marie Urlacher
Mehr Informationen
HighV
Flightpath 2050
http://ec.europa.eu/transport/sites/transport/files/modes/air/doc/flightpath2050.pdf
Förderer
Gefördert wird HighV durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt e.V. (DLR)
Projektlaufzeit: 01.2018 – 05.2021
Ansprechpartner
Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik FAPS
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Prof. Jörg Franke
Tel.: +49 9131 85 27569
E-Mail: joerg.franke@faps.fau.de
Dr. Alexander Kühl
Tel.: +49 911 5302 9066
E-Mail: alexander.kuehl@faps.fau.de