EADS präsentiert in Le Bourget Konzeptstudie für Hochgeschwindigkeits-Verkehrsflüge

Paris/Le Bourget21 Juni 2011

  • Reisegeschwindigkeit von Mach 4 in 32 km Flughöhe
  • Von Paris nach Tokio in 2,5 Stunden
  • Geringe Umweltbelastung
  • Demonstratoren bis Ende des Jahrzehnts

EADS präsentiert seine Konzeptstudie für ein Hochgeschwindigkeits-Transportsystem auf der internationalen Luftfahrtausstellung Paris Airshow 2011 in Le Bourget. Das für Langstreckenflüge ausgelegte Verkehrsflugzeug der Zukunft soll beispielsweise Tokio und Paris bzw. Los Angeles in weniger als 2,5 Stunden miteinander verbinden und sich durch eine äußerst geringe Umweltbelastung auszeichnen. Die Maschine soll wie ein normales Verkehrsflugzeug betrieben werden.

EADS Innovation Works und Astrium haben in Zusammenarbeit mit dem französischen Institut für Luft- und Raumfahrtstudien Onera eine Machbarkeits- und Systemstudie begonnen, die von Frankreichs Zivilluftfahrtbehörde DGAC (Direction Générale de l’Aviation Civile – DGAC) gefördert wird. Die Hochgeschwindigkeits-Konzeptplattform „ZEHST“ (Zero Emission High Supersonic Transport) stützt sich auf das Know-how von Astrium im Bereich suborbitaler Raumflugzeuge. Das Projekt ist Teil der eCO2avia- Initative von EADS Innovation Works, im Rahmen derer auch daran gearbeitet wird, die Nutzbarkeit von Biotreibstoffen und Elektroantrieben für die Luftfahrt zu demonstrieren. Die Reisedauer von Passagieren zu verkürzen ist eine wichtige Triebfeder der aktuellen Entwicklung im weltweiten Flugverkehr. Langstreckenmaschinen der Zukunft müssen jedoch nicht nur schnell sein, sondern auch den ehrgeizigen Umweltschutzzielen der Luftfahrtindustrie gerecht werden – einschließlich der Vorgaben des von der Europäischen Kommission verabschiedeten Berichts „Flightpath 2050“. Der Bericht formuliert das Ziel, die CO2-Emissionen im Flugverkehr bis 2050 um 75 Prozent, den NOx-Ausstoß um 90 Prozent und die Lärmbelastung um 65 Prozent zu senken (jeweils verglichen mit den Werten vom Jahr 2000).

Bis Ende des Jahrzehnts sollen ZEHST-Demonstratoren verfügbar sein, die anschließend zu betriebsfähigen Maschinen weiterentwickelt werden sollen. Zahlreiche technische Herausforderungen müssen gemeistert werden, damit künftige zivile Hochgeschwindigkeitsflugzeuge die geforderte Leistung erbringen und gleichzeitig die Umweltziele von morgen erfüllen können. Studien müssen nun zeigen, wie die Anforderungen und Ziele mit den technischen Aspekten in Einklang gebracht werden können.

Ein erstes ZEHST-Antriebskonzept mit Flüssigwasserstoff als Hauptenergiequelle wurde bereits als erster Schritt hin zu einer elementaren Referenzlösung entwickelt. Die nächsten Schritte in diesem langfristigen Projekt bestehen in der Validierung der Umweltbilanz des Konzepts und insbesondere der Antriebssystemarchitektur. Welcher Treibstoff verwendet werden soll, wird letztendlich anhand seiner Umweltleistung aber auch der Produktions- und Versorgungsbedingungen ausgewählt. Auch das Energiemanagement und die Akzeptanz des Konzepts bei künftigen Passagieren, Crews und der Öffentlichkeit werden berücksichtigt. Tests und Demonstratoren werden kritische Meilensteine auf dem Weg zur Beendigung der zweiten Phase der Roadmap bilden. Die dritte Phase wird sich den Produktanforderungen des Hochgeschwindigkeitsflugzeugs widmen, das interkontinentale Hyperschallflüge absolvieren soll und dabei „grün“, leise und im Jahr 2050 als Standardflugzeug nutzbar sein soll.

„Die Antriebssystemarchitektur des Erstkonzepts berücksichtigt Überlegungen zur Flugsicherheit und die Anforderungen zur Verringerung von Verbrennungsgasen und Lärm, insbesondere zur Eindämmung des Knalls beim Durchbrechen der Schallmauer“, erklärte Jean Botti, Chief Technical Officer von EADS. „Unser Forschungsprojekt ist noch im Anfangsstadium. Die ersten Serienflugzeuge, die mit der Technik dieses Konzepts ausgestattet sind, werden nicht vor 2040 fliegen.“ Bei diesem Konzept werden drei Triebwerkstypen für die verschiedenen Phasen des Langstreckenflugs mit Hyperschall-Reisegeschwindigkeit eingesetzt. Für die Steig- und Sinkflugphasen des Flugprofils nutzt das Projekt die Erfahrungen, die Astrium in seiner fünfjährigen Forschungsarbeit für ein Raumflugzeug gesammelt hat.

In der ersten Flugphase des ZEHST – vom normalen Start von einer Standard- Startbahn über die erste Reiseflugphase, den Steigflug auf 5 km Höhe bis zur Beschleunigung auf Mach 0,8 – sorgen zwei hochleistungsfähige Strahlturbinentriebwerke mit niedrigem Nebenstromverhältnis, Biotreibstoffantrieb und ohne Nachbrenner für den nötigen Schub.

Nach der Zündung und dem Betrieb zweier kleiner Booster-Raketen mit Flüssigwasserstoff- bzw. Flüssigsauerstoffantrieb erfolgt die Zündung eines größeren Triebwerks, das auf bei der Ariane-Trägerrakete verwendeten Triebwerkstypen basiert. Dies ermöglicht dem Flugzeug, weiter steil aufzusteigen und den transsonischen Geschwindigkeitsbereich zu durchfliegen, bis es schließlich die gewünschte Reiseflughöhe und die Reisegeschwindigkeit von Mach 2,5 erreicht. Sobald die Maschine die nötige Geschwindigkeit aufgenommen und eine Höhe von 23 km erreicht hat, kommen zwei luftatmende Wasserstoff-Staustrahlantriebe zum Einsatz, die dem Flugzeug eine Reisehöhe von bis zu 32 km und eine Geschwindigkeit von über Mach 4 erlauben, der optimalen Mach-Zahl in Bezug auf den Treibstoffverbrauch.

Kurz vor der Ankunft wird dann ein gleitender Sink- und Bremsflug auf Unterschallgeschwindigkeit durchgeführt. Diesem folgt auf 10 km Höhe eine erneute Zündung der Strahlturbinentriebwerke für eine normale Landung. Dabei bleibt genug Schub für ein Durchstarten oder eine Ausweichlandung auf einem anderen Flughafen vorhanden.

Ein übergeordnetes Konstruktionskriterium besteht darin, Flugreisenden ein bequemes Reiseerlebnis zu bieten – ohne Spezialausrüstung oder -training. Nur für eine kurze Dauer im Steig- und Beschleunigungsflug mit Raketenantrieb würden die Fluggäste geringe Beschleunigungskräfte spüren, die aber 1,2 g nicht überschreiten. Teile des ZEHST-Programms basieren auf einer französisch-japanischen Kooperationsvereinbarung im Bereich der Überschalltechnologie, die auf der Paris Air Show 2005 von der GIFAS (Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales) und der SJAC (Society of Japanese Aerospace Companies ) unterzeichnet wurde.

Über EADS

EADS ist ein weltweit führendes Unternehmen der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsgeschäft und den dazugehörigen Dienstleistungen mit einem Umsatz von € 45,8 Mrd. im Jahr 2010 und fast 122.000 Mitarbeitern. Zu EADS gehören die Divisionen Airbus, Astrium, Cassidian und Eurocopter.
 

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