Gasturbine für Elektroflugzeuge
Konzept für einen kleinen Range-Extender soll sicheres Landen ermöglichen.
Während die reinen Elektrofahrzeuge bei einem zu niedrigen Ladezustand einfach im Straßenverkehr an die Seite rollen können, sieht dieses Verhalten bei einem Elektroflugzeug ganz anders aus. Denn es kennt ab diesem Zeitpunkt nur noch den Weg nach unten. Und genau diese Problematik sorgt für den notwendigen Vortrieb in dem Forschungsvorhaben der Arbeitsgruppe Alternative Antriebe von Robin Vanhaelst.
Bei Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr sind die Batterien soweit dimensioniert, dass mittlerweile Reichweiten von über 400 Kilometer am Stück keine große Herausforderung mehr für die Autobauer darstellt. Mehrere Stunden Fahrzeit durchgehend auf einer Strecke sind bei einer angemessenen Durchschnittsgeschwindigkeit inzwischen umsetzbar. Bei Elektroflugzeugen ist das anders. Allein beim Startvorgang werden wesentlich größere Leistungen benötigt. Dabei liegt die Reisegeschwindigkeit in der Regel über den Durchschnittswerten eines Elektroautos auf der Straße.
Die gesamte Energiebilanz eines Elektroflugzeugs im direkten Vergleich zeigt beispielsweise: Wird die identische Batterie eines Elektrofahrzeugs mit rund 400 Kilometer Reichweite in ein Elektrokleinflugzeug eingebaut, so würde die erreichbare Flugdauer lediglich zehn bis zwanzig Minuten betragen. Dieses Zeitfenster ist zu klein, um zum Beispiel den nächsten Landeplatz eines Flughafens zu erreichen. Und selbst wenn, kann sich der Pilot nach der Landung auf eine längere Pause zum Laden der Batterie einstellen.
„Bei Flugzeugen spielt das Abfluggewicht eine wesentlich größere Rolle als bei einem Straßenfahrzeug. Eine beliebig große Batterie kann somit nicht einfach in das Flugzeug eingebaut werden, damit eine ausreichende Kapazität für eine größere Reichweite zur Verfügung steht“, sagt Vanhaelst. Deshalb arbeitet die Arbeitsgruppe Alternative Antriebe genau an den oben beschriebenen Umständen und forscht an einem geeigneten Range Extender – in diesem Falle einer Mikrogasturbine. Diese soll im Vergleich zu anderen Verbrennungskraftmaschinen, wie zum Beispiel der Otto-, Diesel- oder Wankelmotor, die Vorteile intelligent einsetzen.
Ein weiteres Ziel ist es, die Abgasstrahlenergie der Mikrogasturbine je nach gewähltem Flugzeugkonzept als zusätzlichen Vortrieb zu nutzen und nicht nur, wie bei anderen Verbrennungskraftmaschinen, zyklisch in die Umgebung auszustoßen. Diese Funktionsweise ist mit dem eines Strahlentriebwerks von konventionellen Flugmaschinen zu vergleichen.
Ostfalia / JOL
