Klimaschonend Fliegen – erste Elektromotoren im Flugzeug

Elektromotoren an einem Flugzeug des Typs A320

Während im Automobilbereich die Elektrifizierung mit großen Schritten voranschreitet, blieb die Flugbranche davon bislang weitgehend unberührt. Dabei ist der Flugverkehr mit seinem hohen Kerosinverbrauch für rund fünf Prozent der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Ein großer Anteil wird schon am Boden freigesetzt. Die Maschinen verbringen oft lange Wartezeiten am Terminal und an der Startbahn bei laufenden Triebwerken und verbrennen dabei unnötig viel Kerosin. Auch für den Weg zur Startbahn und von der Landebahn zum Terminal ist die Kraft der Triebwerke erforderlich. Der Anteil am Boden verbrauchten Kerosins liegt weltweit bei rund drei bis vier Prozent, auf kürzeren Strecken in Europa noch höher. Jedes Flugzeug verbringt durchschnittlich 20 Minuten mit Rangiervorgängen. Das verursacht auch hohe Lärmemissionen.

Elektromotoren in Verkehrsflugzeugen könnten in Zukunft einen wichtigen Beitrag zum Klima- und auch zum Lärmschutz leisten. Im Dezember vorigen Jahres war erstmals ein Verkehrsflugzeug mit Elektromotoren am Boden unterwegs. Mehrere Tage lang rollte eine ‚Zulu Fox‘, ein Airbus 320 der Lufthansa, im Rahmen eines eTaxi-Tests über den Frankfurter Flughafen, ausgestattet mit Elektromotoren an beiden Hauptfahrwerken. Nach Angaben von Lufthansa war es das erste Mal, dass Elektromotoren in das Fahrwerk eines Verkehrsflugzeuges installiert wurden, um als Antrieb für die Rollbewegungen am Boden zu dienen. Für die Erprobung haben sich L-3 Communications, Fraport sowie die Deutsche Luffthansa und Lufthansa Technik mit Unterstützung von Airbus zusammengeschlossen.

An den inneren Felgen des Hauptfahrwerks waren die Bremsen jeweils durch einen flüssigkeitsgekühlten Elektromotor ersetzt worden. Gespeist wurden die Motoren mit Elektrizität aus der Hilfsturbine im Heck (Auxiliary Power Unit, APU), über die jedes Flugzeug verfügt. Entwickelt wurde das Green TaxiTM Elektro-Radnarben-Antriebssystem durch Magnet Motors, das zur L-3-Communications Unternehmensgruppe gehört.

Elektromotoren in das Hauptfahrwerk eines Verkehrsflugzeugs installiert; Bild: Lufthansa TechnikIm Mittelpunkt des Tests stand vor allem die Bewältigung unterschiedlicher Aufgaben, um die Einsatzfähigkeit am Boden zu testen, von der Fahrt über abschüssige Strecken bei geringem Reifendruck bis hin zur 180-Grad-Wende. Mehrfach demonstriert wurde das typische Zurücksetzen (Pushback) eines Flugzeugs am Gate sowie der Rollbetrieb zu und von der Landebahn. Die ersten Ergebnisse machen Hoffnung, wie Projektleiter Christian Mutz von Lufthansa erläutert. Auch Manfred Heeg, Geschäftsführer von Magnet-Motor, zeigte sich zufrieden. Die Leistungstest zeigten die ausgezeichnete Manövrierfähigkeit sowie die feinfühlige Regelung während des typischen Stop-and-Go Betriebes auf den Taxiwegen. Die Piloten gaben ein exzellentes Feedback. Zu klären ist aber noch, wie viel zusätzliches Gewicht das Elektromotorsystem an Bord bringt und ob dies sich negativ auf die Gesamtbilanz auswirkt. Eine andere Frage ist, wie viel Strom das System benötigt und ob sich damit neue Anforderungen an die Stromversorgung des Flughafens ergeben. Die Auswertung der Testergebnisse soll bis Ende März abgeschlossen sein.

Ähnliche Wege beschreitet Easyjet, der das auf der Paris Air Show 2011 vorgestellte Electric Green Taxiing System (EGTS) von Honeywell und Safran testet, bei dem Elektromotoren in die Haupträder eingebaut und über das bordeigene Energienetz versorgt werden. Schon im Juli 2011 hatte das Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) in Hamburg Tests mit einem elektrisch betriebenen Bugrad durchgeführt, das jedoch Strom von einer bordeigenen Brennstoffzelle bezog. Damit ließen sich allein am Frankfurter Flughafen 17 bis 19 Prozent der Emissionen einsparen, sowie 44 Tonnen Kerosin täglich, außerdem könne man eine nahezu 100 prozentige Lärmminderung erzielen, heißt es vom DLR. Hinzu käme, dass die Triebwerke und auch die Bremsen weniger belastet und vor Verschleiß geschützt würden. Pro Triebwerk wären bis zu zwei Stunden weniger Betriebszeit pro Tag möglich.

Aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht brächten die eTaxi-Systeme Vorteile mit sich. Möglicherweise könnte schon der neue A320neo, der ab 2015 eingeführt werden soll, mit Elektromotoren ausgestattet sein.

Josephin Lehnert

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