Fliegen mit Wasserstoffantrieb steckt noch in den Kinderschuhen. Doch die Studenten von AeroDelft erhoffen sich, mit ihrem Konzept zur Entwicklung dieser Antriebsform beizutragen. Sie entwickeln ein Antriebsmodell, durch das die im Wasserstoff enthaltene Energie den «Phoenix» – so der Name des Flugzeugs – antreiben soll. Der Wasserstoff wird im Konzept des Studententeams in flüssiger Form an Bord des Flugzeugs gespeichert, da dies viel weniger Platz einnimmt als die gasförmige Lagerung. Als Herausforderung bezeichnet es das Team, die Flüssigkeit bei -253 Grad zu halten, damit der Aggregatzustand unverändert bleibt. Hierfür ist der Tank des Flugzeugs mit einer mindestens 20 Zentimeter dicke Isolierschicht umhüllt. Während des Betriebs wird der Wasserstoff in der Brennstoffzelle mit Sauerstoff vermischt, wodurch Energie freigesetzt und Wasserdampf produziert wird. So kann man die Emission des Flugzeugs sogar trinken.

Lösungen für verschiedene Herausforderungen

Doch der Einsatz von Wasserstoff hat nicht nur Vorteile. Aufgrund des hohen Energiegehalts birgt der Treibstoff das Risiko einer Explosion. Um die strengen Sicherheitsvorgaben der Luftfahrt zu erfüllen und die Sicherheit der Passagiere zu gewährleisten, hat das Team Sicherheitsmechanismen entworfen. Ein Konzept sieht vor, den Wasserstoff im Notfall aus dem Tank zu entlassen, um eine Explosion zu vermeiden. Dank der Batterie, die sich auch an Bord befindet, können die Piloten ihr Flugzeug noch eine gewisse Zeit weiterfliegen und sicher landen.

Eine weitere Herausforderung ist die ökologische Produktion von Wasserstoff, die aufgrund der Verflüssigung sehr energieaufwendig ist. Das Team von AeroDelft möchte mit der Präsentation des Flugzeugentwurfs das Potential von Wasserstoff als Treibstoff verdeutlichen. Henri Werij, Dekan der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Delft, sagt dazu: «Die Luftfahrtindustrie steht vor einer grossen Herausforderung, da nicht mehr allzu viel Zeit bleibt, ökologische Lösungen in die Tat umzusetzen. Dafür ist die Kreativität einer neuen Generation von Ingenieuren nötig, die fest daran glaubt, die Welt verändern zu können. Genau das zeichnet die Stundeten von AeroDelft aus.»

Mit dem Beweis, dass Fliegen mit Wasserstoff sicher und realistisch ist, erhofft sich das Team mehr Engagement und Investitionen seitens Industrie, um die Effizienz der Produktion dieses Treibstoffs zu verbessern.

14 Millionen Löcher für die Effizienz

Die Ingenieure im Team von AeroDelft haben berechnet, dass die erste Version des Flugzeugs in seiner vollen Grösse mit einer Tankfüllung von Delft bis nach Marokko fliegen kann. Das gelingt jedoch nur, wenn das Flugzeug so effizient wie möglich fliegt. Eine Erfindung, die dazu einen Beitrag leistet, ist die «Laminare Grenzschichtabsaugung». Durch über 14 Millionen kleine Löcher auf der Flügeloberfläche wird ein Teil der sogenannten dünnen Grenzschicht, die bei einem normalen Flugzeug am Flügel «klebt», abgesaugt. «Dadurch wird der Luftwiderstand um 15 Prozent verringert und weniger Treibstoff verbraucht», schreibt AeroDelft.

Erste Testflüge geplant

Das 35-köpfige Team, das sich aus Fachleuten aus 23 verschiedenen Nationen zusammensetzt, will am 7. September 2019 die verkleinerte, unbemannte Version des Flugzeugs zum ersten Mal testen. Im Jahr 2021 soll dann auf dem Flughafen Rotterdam der erste Testflug der finalen Version stattfinden.