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Was wir tun

Elektrisches Fliegen: Ein Traum wird Wirklichkeit

Für Dr. Frank Anton gibt es in der Geschichte der Luftfahrt drei revolutionäre Entwicklungen. Die erste zu Beginn des 20. Jahrhunderts, 1903 um genau zu sein. Das erste motorisierte Flugzeug ist nach genau 12 Sekunden Flugzeit wieder heil auf dem Boden angekommen. Ein einschneidendes Ereignis in der Luftfahrt: das Flugzeug war geboren.

Nun machen wir einen Sprung in die Mitte des 20. Jahrhunderts. Fluggäste sitzen entspannt vor ihrem Menü an Bord eines Fliegers hoch über dem Atlantik. Eine damals noch junge Erfindung, das Mantelstrom-Triebwerk, macht das möglich. Das Triebwerk wurde weiterentwickelt und ist seit den 50ziger und 60ziger Jahren eine feste Größe in der Luftfahrt – die zweite revolutionäre Entwicklung.

 

Und heute, im Jahr 2017, arbeitet Dr. Frank Anton mit seinem Team an der dritten Revolution im Luftverkehr. Dieses Mal geht es um elektrisches Fliegen und diesmal ist nicht weniger Einsatz gefordert, um eine praktikable Lösung zu finden.

Ich möchte einen Elektro-Antrieb entwickeln, der es Menschen auch zukünftig noch ermöglicht, um die Welt zu fliegen.

Dr. Frank Anton, Head eAircraft

„Ich möchte einen Elektro-Antrieb entwickeln, der es Menschen auch zukünftig noch ermöglicht, um die Welt zu fliegen. Denn wenn wir keine Lösung finden, wird der Flugverkehr keine Zukunft haben.“ erzählt Dr. Anton in seinem Büro auf dem Siemens-Campus in Erlangen.

 

Doch vor welcher Herausforderung steht denn die Luftfahrt genau? „Regionale Flugverbindungen werden vom Himmel verschwinden, wenn wir es nicht schaffen, den Kohlendioxid-Ausstoß zu reduzieren. Und ohne Elektro-Antriebe wird es uns sicherlich nicht gelingen, die CO²-Belastung zu verringern“. Düstere Aussichten für jemanden, der sich schon sein Leben lang fürs Fliegen begeistert. Dr. Anton ist allerdings zuversichtlich, denn er und sein Team haben einen Hybrid-Antrieb entwickelt, gebaut und auch bereits zum Fliegen gebracht.

Die Herausforderung rund um die Antriebskraft

Als Dr. Anton und sein Kollege das Projekt mit Airbus begonnen haben, hat die ganze Welt noch geglaubt, dass elektrisches Fliegen keine Erfolgsaussichten hat. „Alle Spezialisten haben gesagt, dass es unmöglich ist. Wir beide waren allerdings anderer Meinung.“ Aber als das neu gegründete Team aus Flug-Experten und Elektro-Ingenieuren an die Arbeit gegangen ist, haben sie nach und nach daran geglaubt, dass es doch möglich sein könnte. 

 

Die erste Herausforderung für das Team war das Leistungsgewicht des neuen Antriebs. Die Leistung eines normalen Elektromotors liegt bei unter 1 Kilowatt pro Kilogramm. Um ein kleines Flugzeug abheben und fliegen zu lassen, hat braucht das Team mindestens 6 Kilowatt pro Kilogramm. Die Spezialisten waren skeptisch. 

 

Dr. Antons Team konnte jedoch schnell das Gegenteil beweisen. Allein beim ersten Versuch haben sie das angestrebte Ergebnis nur knapp verfehlt. Eine Leistung, auf die man aufbauen und den Beweis antreten konnte, dass rentable Elektro-Antriebe im Luftverkehr ein Ding der Möglichkeit sind.

Die Zukunft des Fliegens

Electrical Engineering Aircraft

Ihre Geheimwaffe: ein Programm für das Product Lifecycle Management, oder kurz PLM. Eine Software von Siemens, die es ermöglicht, einen Motor bis ins kleinste Detail zu entwerfen, zu bauen und zu testen – ohne dass auch nur ein einziges Teil davon auch nur hergestellt werden muss.

 

Mit der PLM-Software ist der Durchbruch gelungen: das Team konnte bereits in der Design-Phase sämtliche unnötige Teile eliminieren. Als Vorlage hat der Evolutionsprozess des menschlichen Körpers gedient. „Wir haben alle Bauteile entfernt, die die Funktionalität nicht beeinträchtigt haben. Stattdessen haben wir uns darauf konzentriert, den starken Kräften, dort zu begegnen, wo sie wirken – und zwar mit minimalem Materialeinsatz. Eigentlich haben wir es so gemacht, wie der menschliche Körper. Er lässt Knochen nur dort wachsen, wo Belastungen auch tatsächlich auftreten. Das ermöglicht eine leichtere aber stabile Bauweise.

 

Der Schlüssel zum Erfolg war eine neue Art der Zusammenarbeit. Dr. Anton glaubt, dass man ein Arbeitsumfeld schaffen muss, das Menschen mit verschiedensten Fähigkeiten und Erfahrungen zusammenbringt. Außerdem sollte man Innovationen zusammen mit Kunden entwickeln. „Neue Technologien haben keinen Wert, solange sie keinen Mehrwert für den Kunden liefern. Aber wie schafft man diesen Mehrwert? Das geht nur gemeinsam mit dem Kunden. Denn nur dann versteht man die Anwendungsgebiete und kann darüber nachdenken, welchen Beitrag neue Technologien leisten können – und wo er auch Sinn macht.“

 

Die richtigen Kunden und Partner hat Dr. Anton mit EXTRA, Diamond Aircraft und Airbus gefunden. Er hat das Team zusammengestellt, das die Modelle entworfen hat. Und zusammen haben sie dann den Elektro-Antrieb entwickelt, der gleichzeitig leicht und kraftvoll ist. Es war Zeit, abzuheben.

Wir brechen keine physikalischen Gesetze. Wir verbinden nur existierende Lösungen auf eine neue Weise.

Dr. Frank Anton, Head eAircraft

Ein historischer Meilenstein

Und es hat abgehoben. 2015, fast lautlos, ist ein Kunstflugzeug von einem Flughafen in der Mitte Deutschlands gestartet. Zum ersten Mal in der Geschichte der Luftfahrt ist ein solches Flugzeug ausschließlich von einem elektrischen Motor angetrieben worden.

 

Nach diesem Rekordflug hat das Team einen weiteren Meilenstein erreicht: Mit dem gleichen Antrieb haben sie einen größeren Zweisitzer abheben lassen.

 

Dr. Anton, der selbst ein erfahrener Pilot ist, hat das Flugzeug als einer der ersten geflogen. „Es fühlt sich fantastisch an. Es ist als würde man ein Elektroauto fahren. Alles läuft viel leichter und leiser. Du nimmst die Kopfhörer ab und stellst fest, dass du sie gar nicht brauchst. Du kannst dich mit deinem Co-Piloten unterhalten, ohne Interkom – daran muss man sich erst mal gewöhnen.“

 

Dr. Anton geht davon aus, dass ab 2035 regionale Fluglinien mit 100 Passagieren genau so unterwegs sein werden. So schaffen wir es, den CO²-Ausstoß zu reduzieren und der Luftfahrt eine Zukunft zu geben. Die dritte Revolution in der Luftfahrt befindet sich in der Luft – das Zeitalter des elektrischen Fliegens hat begonnen. Für Dr. Anton, sein Team bei Siemens und seine Partner und Kunden ist die Arbeit hier noch nicht vorbei.