Normalerweise tätigen kleine Airlines ihre Flugzeugkäufe bei grossen Herstellern, so auch die noch junge spanische Billigairline Voltea, die 14 A319 und 17 Boeing 717 betreibt. Doch nun strebt sie mit der ebenfalls in Spanien beheimateten Dante Aeronautical ein ehrgeiziges Vorhaben an: Schon Mitte des kommenden Jahrzehnts soll mit einem noch zu entwickelnden Hybrid-Flugzeug für 19 Passagiere der Flugbetrieb auf Kurzstrecken aufgenommen werden.
Kleinverkehrsflugzeug mit verteilten Antrieben
Im Rahmen ihrer aktiven Umweltpolitik wird Volotea aktiv mit Dante Aeronautical an der Entwicklung dieses hybridelektrischen Flugzeugs zusammenarbeiten, um die Reduzierung der CO2-Emissionen und des Fluglärms zu unterstützen, wie die Airline betont. Ins Projekt miteinbezogen werden auch andere renommierte Institutionen wie das Instituto de Empresa in Spanien, ALTRAN in Europa und die University of Sydney sowie die University of Adelaide in Australien.
Das mit einem Entenflügel ausgestattete Flugzeug wird ungewöhnlicher Weise ein kleines V-Leitwerk erhalten. Dafür sind über den ganzen Flügel verteilte elektrische Antriebe* vorgesehen. Da die Problematik mit den Antriebsbatterien bereits für Flugzeuge dieser Grössenordnung bekannt sind, wird auf einen hocheffizienten Motor/Generator (Range-Extender) gesetzt.
Emissionen um 50 Prozent reduzieren
Obwohl Dante eine künftige Nachrüstung eines reinen batterieelektrischen Antriebs plant, wird dieser Ansatz erst in den 2030er Jahren als technisch und wirtschaftlich machbar erachtet. Die Hybridlösung weise aber beim Kraftstoffverbrauch und den Emissionen eine Reduzierung von bis zu 50% auf, informiert Dante.
Volotea und Dante gehen davon aus, dass ihr Hybridflugzeug Mitte des nächsten Jahrzehnts kommerziell verfügbar sein wird.
* Experimentalträger dienen Untersuchungen für «Verteilte Antriebe»
Elektrische Flächenendantriebe sind Teil zukünftiger «verteilter Antriebe», an denen internationale Forschungsinstitute wie NASA und ONERA schon seit geraumer Zeit forschen. Sie können zukünftig die Steuerung von Flugzeugen vereinfachen. So lautet das Fazit nach den erstmals bemannten Testflügen, des mit zwei elektrischen Flächenendantrieben Wingtip Propeller (WTP) ausgestatteten Solarflugzeugs «icaré wtp». Die Flächenendantriebe samt Steuerungssystem wurden seit Anfang 2018 vom Institut für Flugzeugbau (IFB) und dem Institut für Flugmechanik und Flugregelung (IFR) der Universität Stuttgart entwickelt.
Die Flächenendantriebe sind an abnehmbaren und verschieden konfigurierbaren, je neun Kilo schweren Pods an den beiden Tragflügelspitzen angebracht und mit eigenen Akkus und Mess-Sensorik ausgestattet. Die in Relation zum Antrieb eher leistungsschwachen elektrischen Propellerantriebe bieten die Möglichkeit einer aktiven Giersteuerung zusätzlich zur Seitenruderfunktion. Dabei können die Motoren wahlweise manuell oder automatisch angesteuert werden. Vom Piloten kann der Steuerbefehl über einen neu installierten Sidestick eingebracht werden. Alternativ wird er direkt den Seitenruder-, oder wahlweise der Querruder-Eingabe zugemischt.
Mit Flächenendantrieben können so die Steuerung von Flugzeugen vereinfacht, Leitwerke verkleinert, das Gewicht reduziert, die Reichweite erhöht und Flugzeuge wendiger werden. Ausserdem sind sie insbesondere in der allgemeinen Luftfahrt mit kleineren Motormaschinen ein zusätzlicher Sicherheitsaspekt, indem sie als Zusatzantriebe den Hauptantrieb unterstützen. Denkbar ist auch, dass die Propeller die Regelung bezüglich der Bewegung um die Flugzeug-Hochachse übernehmen und damit den Piloten entlasten. Auch in der kommerziellen Luftfahrt könnten diese Antriebe vergleichbar genutzt werden und den Luftwiderstand, bzw. den Randwirbel an den Flügelenden verringern.
Das Solarflugzeug icaré wird seit über 20 Jahren als Versuchsträger der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik der Universität Stuttgart betrieben. Jüngste Beispiele für verteilte Antriebe und Wintip-Propeller sind das israelische Flugzeug Alice und der amerikanische Forschungsträger X-57. Ein in Spanien in Entwicklung befindliches Commuterflugzeug wird ebenfalls mit Wingtip-Propellern ausgestattet. Grundsätzlich mach verteilte Antriebe, bzw. Wingtip-Propeller aus heutiger Sicht nur bei reinen Elektro, bzw. Hybridflugzeugen Sinn.
