Wright testet 2-Megawatt-Elektromotor für Passagierflugzeuge€

Genau wie die Automobilindustrie hat auch die Luft- und Raumfahrt die Elektrifizierung im Visier – doch das Fliegen mit batteriebetriebenen Motoren ist schwieriger als das Rollen. Das Unternehmen Wright gehört zu den Start-ups, die versuchen, die Mathematik zu ändern und elektrifiziertes Fliegen in Größenordnungen zu ermöglichen, die über Kleinflugzeuge hinausgehen – und sein 2-Megawatt-Motor könnte die erste Generation von großen elektrischen Passagierflugzeugen antreiben.

Elektroautos haben sich als großer Erfolg erwiesen, aber sie haben gegenüber Flugzeugen den Vorteil, dass sie nicht genug Auftrieb erzeugen müssen, um ihre eigene Masse in der Luft zu halten. Elektroflugzeuge werden durch das grundlegende Problem behindert, dass das Gewicht der Batterien, die benötigt werden, um eine bestimmte Strecke mit Passagieren an Bord zu fliegen, bedeutet, dass das Flugzeug zu schwer ist, um überhaupt zu fliegen.

Um dieses Problem zu lösen, muss vor allem der Wirkungsgrad verbessert werden: Wie viel Schub kann pro Watt Leistung erzeugt werden? Da die Verringerung der Masse der Batterien ein langwieriger, langsamer Prozess ist, ist es besser, auf andere Weise zu innovieren: bei den Werkstoffen, der Flugzeugzelle und natürlich dem Triebwerk, das bei herkömmlichen Jets ein riesiger, immens schwerer und komplexer Verbrennungsmotor ist.

Elektromotoren sind im Allgemeinen leichter, einfacher und zuverlässiger als benzinbetriebene Triebwerke, aber um fliegen zu können, muss man einen bestimmten Wirkungsgrad erreichen. Denn wenn ein Düsenflugzeug tausend Liter Treibstoff pro Sekunde verbraucht, könnte es die für den Start benötigte Menge nicht halten. Daher ist es Aufgabe von Unternehmen wie Wright und H3x, elektrische Triebwerke zu bauen, die mit der gleichen Menge gespeicherter Energie mehr Schub erzeugen können.

Während sich H3x auf kleine Flugzeuge konzentriert, die wahrscheinlich schon bald fliegen werden, erklärte der Gründer von Wright, Jeff Engler, dass man sich mit kommerziellen Passagierflugzeugen befassen muss, wenn man den Kohlenstoff-Fußabdruck der Luft- und Raumfahrt in den Griff bekommen will – und Wright plant, ein solches Flugzeug zu bauen. Trotz des Firmennamens ist es glücklicherweise nicht nötig, das Flugzeug von Grund auf neu zu bauen.

“Wir erfinden das Konzept des Flügels oder des Rumpfes oder irgendetwas Ähnliches nicht neu. Was sich ändert, ist der Antrieb des Flugzeugs”, sagte Engler. Er verglich es mit Elektroautos: Vieles am Auto ändert sich nicht, wenn man auf Elektroantrieb umsteigt, vor allem die Teile, die im Prinzip seit einem Jahrhundert auf die gleiche Weise funktionieren. Dennoch ist die Integration eines neuen Antriebssystems in ein Flugzeug nicht trivial.

Wrights Motor ist ein 2-Megawatt-Motor, der das Äquivalent von 2.700 Pferdestärken erzeugt, bei einem Wirkungsgrad von etwa 10 Kilowatt pro Kilogramm. “Es ist der leistungsstärkste Motor, der für die elektrische Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt wurde, und zwar um den Faktor 2, und er ist wesentlich leichter als alles, was es auf dem Markt gibt.

re”, sagte Engler.

Das geringe Gewicht ist das Ergebnis einer grundlegenden Neukonstruktion mit einem Permanentmagneten und einer aggressiven thermischen Strategie”, erklärte er. Eine höhere Spannung als in der Luft- und Raumfahrt üblich und ein entsprechendes Isolationssystem ermöglichen einen Motor, der die Leistung und den Wirkungsgrad erreicht, die erforderlich sind, um ein großes Flugzeug in die Luft zu bringen.

Wright testet 2-Megawatt-Elektromotor für Passagierflugzeuge€Wright stellt sicher, dass seine Motoren in nachgerüsteten Flugzeugen eingesetzt werden können, arbeitet aber auch mit etablierten Flugzeugherstellern an einem eigenen Flugzeug. Dieses erste Flugzeug wäre ein Hybrid-Elektroflugzeug, das den leichten, effizienten Antrieb mit der Reichweite eines Flüssigtreibstoffmotors kombiniert. Die Verwendung von Wasserstoff macht die Sache komplizierter, ermöglicht aber einen viel schnelleren Übergang zum Elektroflug und eine enorme Verringerung der Emissionen

und des Kraftstoffverbrauchs.

An jedem Flügel des geplanten Flugzeugs würden mehrere Motoren von Wright angebracht, was mindestens zwei Vorteile bietet. Erstens: Redundanz. Flugzeuge mit zwei großen Motoren sind so konstruiert, dass sie auch dann noch fliegen können, wenn einer ausfällt. Bei sechs oder acht Triebwerken ist der Ausfall eines Triebwerks nicht annähernd so katastrophal, so dass das Flugzeug nicht doppelt so viele Triebwerke wie nötig mitführen muss. Der zweite Aspekt ist die Stabilität und Lärmreduzierung, die sich aus der Verwendung mehrerer Triebwerke ergibt, die einzeln oder gemeinsam eingestellt werden können, um Vibrationen zu reduzieren und Turbulenzen entgegenzuwirken.

Derzeit wird der Motor im Labor auf Meereshöhe getestet, und sobald er diese Tests bestanden hat (geplant ist das nächste Jahr), wird er in einer Höhensimulationskammer und dann in 40.000 Fuß Höhe in der Praxis eingesetzt. Es handelt sich um ein langfristiges Projekt, aber ein ganzer Industriezweig lässt sich nicht über Nacht verändern.

Engler betonte nachdrücklich den Enthusiasmus und die Unterstützung, die das Unternehmen von Seiten der NASA und des Militärs

erhalten hat, die beide beträchtliche Geldmittel, Material und Fachwissen zur Verfügung gestellt haben. Als ich ihn auf den Gedanken ansprach, dass der Motor des Unternehmens in einer neuen Bombendrohne landen könnte, sagte er, dass er für diese Möglichkeit empfänglich sei, dass aber das, was er gesehen habe (und anstrebe), viel eher den endlosen Fracht- und Personalflügen des Verteidigungsministeriums entspreche. Das Militär ist ein enormer Umweltverschmutzer, und das wollen sie ändern – und auch die jährlichen Treibstoffkosten senken.

“Denken Sie daran, wie sich die Dinge verändert haben, als wir von Propellern auf Jets umgestiegen sind”, sagt Engler. “Damit wurde die Funktionsweise eines Flugzeugs neu definiert. Diese neue Antriebstechnik ermöglicht eine Umgestaltung der gesamten Branche.”