Elektrisch durch die Luft

DLR testet viersitziges Brennstoffzellenflugzeug HY4

18.01.16 | Autor: Thomas Kuther

Das viersitzige Brennstoffzellenflugzeug HY4 des DLR über dem Stuttgarter Flughafen.
Das viersitzige Brennstoffzellenflugzeug HY4 des DLR über dem Stuttgarter Flughafen. (Bild: DLR)

Passagierluftfahrt ohne Lärm, Rußpartikel und Kohlendioxid steht kurz vor dem Durchbruch. Die HY4 des DLR – das weltweit erste viersitzige Passagierflugzeug mit Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie und Elektroantrieb – markiert auf diesem Weg einen Meilenstein.

Mit dem Projekt für das viersitzige Flugzeug HY4 geht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen weiteren wichtigen Schritt, um emissionsfreies elektrisches Fliegen in die Realität umzusetzen: Die HY4 wird das weltweit erste viersitzige Passagierflugzeug sein, das allein mit einem Wasserstoffbrennstoffzellen-Batterie-System angetrieben wird. „Mit der HY4 wollen wir Elektromobilität in die Luft bringen, die Machbarkeit dieser Technologie demonstrieren und konkrete Anwendungsfelder im Passagiertransport aufzeigen“, erklärt Prof. Josef Kallo, Koordinator Elektrisches Fliegen am DLR.

Hightech-Antriebsstrang mit Hybridsystem

Um sauber, leise, energieeffizient und sicher zu fliegen, setzen die Forscher des Stuttgarter DLR-Instituts für Technische Thermodynamik auf ein spezielles Hybridsystem: Hauptenergiequelle ist eine Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzelle. Diese wandelt den im Tank mitgeführten Wasserstoff und Luftsauerstoff in Wasser und elektrische Energie um. Im Reiseflug versorgt die Brennstoffzelle den Elektromotor dauerhaft und zuverlässig mit Strom. Lastspitzen beim Start und bei Steigflügen deckt eine Lithium-Hochleistungsbatterie ab.

Bis zu 1500 km Reichweite

Der Elektromotor der HY4 hat eine Leistung von 80 kW und ermöglicht eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 km/h sowie eine Reisegeschwindigkeit von 145 km/h. Abhängig von Geschwindigkeit, Flughöhe und Zuladung ist eine Reichweite zwischen 750 und 1500 km möglich. Auffallendes Merkmal der HY4 sind ihre zwei Rümpfe, die über den Flügel sehr fest miteinander verbunden sind. Diese Doppelrumpfkonstruktion ermöglicht eine optimale Verteilung der Antriebskomponenten und insgesamt eine höhere Zuladung. In jedem der beiden Rümpfe haben zwei Passagiere Platz. Das Maximalgewicht der HY4 beträgt 1500 kg.

Emissionsfrei schneller, höher und weiter fliegen

„Die große wissenschaftliche Herausforderung des Projekts besteht darin, die Leistungsfähigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit des Antriebssystems Schritt für Schritt zu maximieren und für den Einsatz zum Passagiertransport zu erproben“, fasste Projektleiter Josef Kallo zusammen. Im ersten Schritt werden die DLR-Wissenschaftler den Antriebsstrang auslegen und in das Flugzeug einbauen. Der Erstflug der HY4 ist für den Sommer 2016 am Flughafen Stuttgart geplant. Die Entwicklung des Antriebsstrangs basiert auf den langjährigen Luftfahrt- und Energieforschungsaktivitäten des DLR in den Bereichen Batterien, Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologie.

Electric Air Taxis: Regionalverkehr als Einstiegsszenario

Einsatzmöglichkeiten sehen die DLR-Forscher vor allem im deutschen und europäischen Regionalverkehr. „Unser Ziel ist es, Flugzeuge wie die HY4 als Electric Air Taxi einzusetzen, um Ziele flexibler anzubinden und schnellere Alternativen zu bestehenden Transportwegen und –mitteln zu bieten“, skizzierte DLR-Forscher Kallo ein Anwendungsszenario. Gerade für kürzere Strecken seien elektrische Antriebe sehr gut geeignet, weil sie lärm- und emissionsarm sind und aufgrund ihres hohen Drehmoments auch auf kurzen Bahnen starten und landen können. Mit mehr als 60 regionalen und internationalen Flughäfen verfüge Deutschland über ein gut ausgebautes, großflächig verteiltes Netz und die geeignete Infrastruktur für die Verwirklichung dieses Ansatzes. Prof. André Thess, Direktor des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik betonte: „Das viersitzige Elektroflugzeug HY4 passt ideal zu unserer Strategie, Synergieeffekte zwischen Elektromobilität auf der Straße und in der Luft zu erschließen.“

Die HY4-Projektpartner

Unter Federführung des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik, das auch die Gesamtintegration des Antriebsstrangs verantwortet, haben sich zur Verwirklichung des weltweit ersten Brennstoffzellenpassagierflugzeugs folgende Partner zusammengeschlossen: der Brennstoffzellenhersteller Hydrogenics, der Flugzeugbauer Pipistrel, die Universität Ulm als wissenschaftlicher Partner sowie der Flughafen Stuttgart als Heimatflughafen der HY4. Die DLR-Ausgründung H2FLY wird die HY4 betreiben und den Zulassungsprozess betreuen.

Die technischen Daten der HY4

  • Spannweite: 21,36 m
  • Länge: 7,4 m
  • Leergewicht (exklusive Brennstoffzelle und Batterie): ca. 630 kg
  • Maximalgewicht: 1500 kg
  • Gewicht des Powermoduls mit Treibstoffspeicher: ca. 400 kg
  • Motorleistung: 80 kW
  • Dauerleistung Brennstoffzellen/Batterie 45 kW/45 kW (90 kW gesamt)
  • Batteriekapazität: ca. 21 kWh @ 1C
  • Höchstgeschwindigkeit: ca. 200 km/h
  • Reisefluggeschwindigkeit: 145 km/h
  • Antriebsleistung im Reiseflug: 26 kW
  • Reichweite: 750 bis 1500 km
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Mal kurz laut nachgedacht... Das Bild zeigt eine Mischung aus Motorflieger und Gleiter. Bei...  lesen
posted am 18.01.2016 um 20:15 von Unregistriert


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