MTU Aero Engines AG ist Deutschlands führender Triebwerkshersteller. Kernkompetenzen der MTU liegen bei Niederdruckturbinen, Hochdruckverdichtern, Turbinenzwischengehäusen sowie Herstell- und Reparaturverfahren. Im zivilen Neugeschäft spielt das Unternehmen eine Schlüsselrolle mit der Entwicklung, Fertigung und dem Vertrieb von Hightech-Komponenten im Rahmen internationaler Partnerschaften. MTU-Bauteile kommen bei einem Drittel der weltweiten Verkehrsflugzeuge zum Einsatz. Im Bereich der zivilen Instandhaltung zählt das Unternehmen zu den Top 3 der weltweiten Dienstleister für Luftfahrtantriebe und Industriegasturbinen. Die Aktivitäten sind unter dem Dach der MTU Maintenance zusammengefasst.

Ein nahezu perfekter Partner

Im Sommer 2018 stellte der DLR erstmals die Idee eines Technologieträgers auf Basis einer Dornier Do 228 vor. Die Zelle sollte von der RUAG Aviation in Oberpfaffenhofen geliefert werden, die den Serienbau der Do 228 übernommen hatte. Es war auch die Rede von Siemens, die den 500 kW E-Motor liefern sollte sowie seinerzeit auch erstmals von der MTU. Doch weder die Antriebsstränge noch die Energielieferanten (Batterien, Gasgenerator oder Brennstoffzelle) waren dafür klar definiert. Zumal Siemens seine gesamten Aktivitäten an Rolls-Royce veräusserte.

Nun aber fand das DLR in München mit der MTU Aero Engines den nahezu perfekten Partner. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die MTU Aero Engines setzen dazu auf einen Brennstoffzellen-Antriebsstrang, den sie gemeinsam entwickeln und validieren wollen. Als Flugdemonstrator dient eine Do 228. Am 5. August 2020 haben die Partner am DLR-Standort in Oberpfaffenhofen ein Memorandum of Understanding (MoU) unterzeichnet.
Unterschrieben wurde die Absichtserklärung von Prof. Rolf Henke, Mitglied des DLR-Vorstandes für Luffahrtforschung und -technologie, und Lars Wagner, Technik-Vorstand der MTU.

«Es besteht noch erheblicher Forschungsbedarf»

«Obwohl in den letzten Jahren grosse Fortschritte zu Fragen von Leistung und Lebensdauer von Brennstoffzellen erzielt wurden, besteht für den Einsatz in der Luftfahrt noch erheblicher Forschungsbedarf», erläuterte Prof. Rolf Henke. «Das nun geplante gemeinsame Vorhaben von Forschung und Industrie ist ein erster von vielen Schritten hin zu einer Zero Emission Aviation.»

Lars Wagner kommentierte: «Aus heutiger Sicht hat die Brennstoffzelle in Verbindung mit nachhaltig produziertem Wasserstoff langfristig das grösste Potenzial, einen emissionsfreien Luftverkehr zu ermöglichen. Ausreichende Leistung und Reichweite für Regional-, Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge könnte sie unserer Meinung nach bereitstellen.»

Um das zu entwickeln und zu validieren, wollen die Partner in den kommenden Jahren ein Flugzeug vom Typ Dornier 228 mit einer wasserstoffbetriebenen Brennstoffzelle und einem einseitigen elektrischen Propellerantrieb der Leistungsklasse von über 500 Kilowatt-Wellenleistung ausrüsten und im Flug testen. Brennstoffzellen verursachen mit Ausnahme von Wasser keine Emissionen und zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Ziel des gemeinsamen Technologievorhabens ist die Entwicklung eines luftfahrtgeeigneten, vollständigen Antriebsstrangs (Power-Line) und dessen Kühlung (Cooling-Line). Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs stellt dabei eine Kerntechnologie dar, die der Vorbereitung eines fliegenden brennstoffzellen-basierten Antriebsstrangs dient. Den Erstflug des Do 228-Demonstrators peilen die Partner ab 2026 an.

«Ökologischen Fussabdruck der Luftfahrt auf null reduzieren»

Die Leitung des Flugprojekts liegt beim DLR, das das Versuchsflugzeug zur Verfügung stellt und betreibt. Das DLR ist zudem für die Integration und Qualifizierung des Antriebsstrangs verantwortlich. Im Bereich der Flugerprobung, Flugzeugaerodynamik und -aeroelastik steuert die Forschungseinrichtung weiteres Know-how bei. Als Partner der Industrie bringt das DLR somit seine Gesamtsystemkompetenz in das gemeinsame Projekt ein. Aufgabe der MTU ist es, den gesamten wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen-Antriebsstrang zu entwickeln. Alle Arbeiten und die Integration erfolgen gemeinsam und in enger Abstimmung. Bis zu 80 Experten sollen involviert sein.

Henke betonte: «Die fliegende Testplattform wird wichtige Erkenntnisse für die Weiterentwicklung von elektrischen und hybrid-elektrischen Antriebssystemen liefern, um den ökologischen Fussabdruck der Luftfahrt auf null zu reduzieren.» Für die MTU erklärte Wagner: «Die Entwicklung einer flugfähigen Brennstoffzelle und die dabei gewonnenen Erfahrungen und Daten, unter anderem in den Bereichen Regelung und luftrechtliche Qualifizierung, sind für unsere weitere Produktentwicklung von entscheidender Bedeutung.»

MTU Aero Egines hatte erst im vergangenen Jahr anlässlich der Paris Air Show bekanntgegeben, sich an der Entwicklung elektrischer Antriebstränge zu beteiligen. Ein bereits in Arbeit befindliches Gemeinschaftsprojekt ist das Kleinverkehrsflugzeug Silent Air Taxi (SAT) von Professor Günther Schuh. Dafür wurde die e.Sat Powertrain gegründet, an der MTU Aero Engines bereit mit beteiligt ist. Dieses Flugzeug soll bereits 2022 fliegen. Insgesamt passt dieser erste Schritt leistungsfähige Luftfahrtantriebe aber der 500 kW- Klasse zu entwickeln in das Konzept deutscher und EU-Ministerien CO2- neutrale Antriebe für die Luftfahrt auf Basis von Wasserstoff-Brennstoffzellen zu entwickeln. Millionen an Fördergeldern stehen dafür bereit. In diesem Zusammenhang ist das DLR auch davon als staatlich gefördertes Forschungsministerium abhängig und neben dem Betrieb der einzelnen Forschungsstellen so ein Grossprojekt überhaupt zu starten.