Die Zukunft des Fliegens ist (auch) elektrisch Symposium „Elektrische Propulsoren in der Luftfahrt“ in Braunschweig

In Braunschweig haben 50 Expertinnen und Experten darüber diskutiert, wie der Luftverkehr seine größte Herausforderung bewältigen kann: die Senkung von Emissionen und Lärm. Auf dem Symposium „Elektrische Propulsoren in der Luftfahrt“ am 14. Oktober 2021 setzten sie sich mit der Elektrifizierung von Flugzeugen auseinander, dem Stand der Technik und den Perspektiven. Ihr gemeinsames Ziel: in diesem jungen Technologiefeld die Begegnung von Forschung und Industrie zu etablieren und so die Entwicklung elektrischer Flugantriebe zu fördern.

Bis zum Jahr 2050 sollen die CO₂– Emissionen und die Lautstärke neuer Flugzeuge um 75 bzw. 65 Prozent sinken im Vergleich zum Jahr 2000, so lauten die Vorgaben der Europäischen Union. „Seit dem ersten Motorflug der Gebrüder Wright hat es für die Luftfahrt keine Herausforderung gegeben, die ähnlich groß ist“, sagt Professor Jens Friedrichs, Leiter des Instituts für Flugantriebe und Strömungsmaschinen (IFAS) und Sprecher des Exzellenzclusters SE²A – Sustainable and Energy-Efficient Aviation. Ziel sei es, in spätestens 15 Jahren viel mehr elektrische Antriebe in der Luft zu haben, als es heute der Fall sei. „Nur das elektrische Fliegen bietet eine nachhaltige Lösung.“

Das Symposium beschäftigte sich damit, welche Aufgaben erledigt werden müssen. Im Prinzip, so der Tenor, müssten alle Komponenten des Flugzeugs und auch die Infrastruktur überdacht werden, um die Gasturbine durch den Elektromotor zu ersetzen. Die Zertifizierung von elektrischen Antrieben, Wartung und Ladung der Batterien, die Abwägung von gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Interessen: In den Fachsessions erfuhren die offenen Fragen neue Lösungsansätze. In den Netzwerksessions konnten durch die Unterstützung des Forschungsflughafens Braunschweig auch bereits die dafür notwendigen Partnerschaften geknüpft werden.

Klar ist: Auf internationalen Langstrecken wird die Gasturbine auch langfristig für Schub sorgen müssen. Im regionalen und nationalen Luftverkehr indes eröffnen elektrische Flugzeuge neue Möglichkeiten. „Für Forschung und Entwicklung ist diese Dynamik etwas Großartiges: Wir haben ein Ziel, hinter dem wir alle stehen“, sagt Anke Kaysser-Pyzalla vom DLR, Schirmherrin des Symposiums. Das Symposium wird eine der Plattformen für die Zusammenarbeit sein. Der VDI plane, „das Thema in einem größeren Blickwinkel erneut zu betrachten“, so Josef Thomas, Mitglied des Vorstands des Braunschweiger Bezirksvereins.

Darüber hinaus werde sich die Veranstaltungsreihe „Luftfahrt der Zukunft“ von VDI, DLR, der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt und dem Niedersächsischen Forschungszentrum für Luftfahrt (NFL) auf einer Podiumsdiskussion im kommenden Jahr der Elektrifizierung widmen. Josef Thomas: „Uns Ingenieure wird der elektrische Flugantrieb die kommenden 30, 40 Jahre beschäftigen.“

Was ist ein elektrischer Propulsor?

Elektrische Propulsoren dienen als elektrische Antriebe von Luftfahrzeugen und ersetzen bzw. ergänzen herkömmliche Antriebe auf Basis von Verbrennungstechnologien wie Gasturbinen. Die elektrische Energie wird in Batterien oder Brennstoffzellen gespeichert. Hierzu treibt ein Elektromotor einen Propeller oder einen Fan an. Diese Technologie bietet mehrere Vorteile: Zum einen können wir klimaschonend fliegen. Zum anderen haben elektrische Propulsoren bei kleiner Baugröße einen guten Wirkungsgrad. Das macht es möglich, viele verteilte Elektromotoren mit kleinen Propellern in die Flugzeugaerodynamik zu integrieren. Im Gegensatz dazu werden bei klassischen Triebwerken üblicherweise nur zwei je Flugzeug verbaut. Eine Herausforderung dagegen ist ihre Leistungsdichte, die im Vergleich mit Gasturbinen deutlich geringer ist. Auch bei der Kühlung der Elektromotoren und im breiten Einsatz von Energiespeichern gibt es noch Aufholbedarf.

Zum Symposium

Eingeladen zum Symposium im Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik hatten der Fachbeirat Luft- und Raumfahrttechnik des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI), die VDI Bezirksvereine aus Braunschweig, Bremen und Hamburg und das Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen (IFAS) der Technischen Universität Braunschweig. Industrieller Kooperationspartner war Rolls-Royce Deutschland Electrical. Die Schirmherrschaft hatte Prof. Dr.-Ing Anke Kaysser-Pyzalla übernommen, Vorstandsvorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).