Le Bourget 2011: EADS präsentiert das vollelektrische Antriebssystemkonzept VoltAir

Paris, Le Bourget22 Juni 2011

  • Keine CO2-Emissionen während des Flugs
  • Energiespeicher der nächsten Generation
  • Elektromotoren mit ultrahoher Energiedichte
  • Erhöhter Passagierkomfort

Batteriebetriebene Höhenflüge, leise und sauber – EADS Innovation Works, das Forschungs- und Technologienetzwerk von EADS, stellt auf der internationalen Luftfahrtausstellung in Le Bourget ein vollelektrisches Antriebssystemkonzept vor. Die Technologie-Konzeptplattform treibt die Vision eines emissionsfreien Luftfahrzeugs voran, das in 20 Jahren Realität werden könnte. VoltAir gehört zu den Projekten, die bei EADS Innovation Works unter der Bezeichnung „eCO2avia“ zusammengefasst sind und zu den Forschungsaktivitäten des Konzerns für das Erreichen der Klimaschutzziele der Luftfahrt zählen.

VoltAirs elektrisches Energiespeicher- bzw. Batteriesystem der nächsten Generation wird hocheffiziente supraleitende Elektromotoren speisen, die gegenläufig drehende ummantelte Koaxialpropeller antreiben. In Kombination mit einem grundlegend neuen Flugzeugzellendesign könnten die vielversprechenden Entwicklungen im Bereich der elektrischen Antriebstechnologien den Weg zum ultraleisen, emissionsfreien Fliegen ebnen.

„VoltAir ist ein Zukunftsforschungsprojekt, kein kurzfristiger kommerzieller Ansatz“, so Jean Botti, Chief Technical Officer von EADS. „Unsere Forschung blickt weit in die Zukunft und könnte in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommen. Als Flugzeugsystemarchitekt treiben wir diese Forschungsinitiative voran, um neue Ideen zu fördern. Wir wollen die Grenzen des Machbaren verschieben, um emissionfreies elektrisches Fliegen Realität werden zu lassen.“

Die hohe Nachfrage im Automobilbau und die zunehmende Verbreitung von Hybridantrieb- und vollelektrischen Kraftfahrzeugen ermöglichten im letzten Jahrzehnt enorme Kapazitätssteigerungen bei elektrischen Speichersystemen mit hoher Energiedichte. Die Leistungen der heutigen Batterien sind jedoch noch weit vom theoretisch Machbaren entfernt. Derzeit erforscht man neue Materialien mit vielversprechenden Eigenschaften für die Konzeption von Energiespeichersystemen der neuen Generation. Hierzu werden unter anderem Lithium-Luft- und Lithium- Schwefel-Kombinationen erprobt. Forscher erwarten, dass diese Batterien in den nächsten zwei Jahrzehnten eine Energiedichte von bis zu 1.000 Wh/kg erreichen – und damit die Leistungen heutiger Batterien mehr als verdoppeln. Das VoltAir-Konzept setzt auf das Erreichen der nötigen Energiedichte der Speichersysteme innerhalb dieses Zeitraums.

Die VoltAir-Batterien werden als auswechselbare Containereinheiten in den Rumpfladeraum integriert. Leere Batterien können somit am Flughafen einfach ausgewechselt werden – in einem Vorgang, der dem Be- und Entladen von Frachtcontainern ähnlich ist. Da die Wiederaufladung und Wartung der Batterien am Boden stattfindet, kann das System an Bord leichter und weniger komplex ausfallen und ohne größeren Aufwand in den routinemäßigen Flughafenbetrieb eingebunden werden. Die Umschlagzeiten verlängern sich nicht, da der Batterieaustausch mindestens ebenso schnell erfolgen dürfte wie eine konventionelle Betankung. Herkömmliche Elektroantriebe sind zwar bekanntlich sehr effizient (sie erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 98 Prozent), liefern aber für den Einsatz in großen Luftfahrzeugen generell noch nicht die nötige Energiedichte (Energieabgabe pro Masseeinheit / Kilowatt pro Kilogramm). Die Entdeckung von Hochtemperatur- Supraleitern (HTS) liefert nun den Schlüssel zur Lösung dieses Problems: Diese Materialien sind die Grundlage für supraleitende Motoren mit hoher Energiedichte, die derzeit auf den Markt kommen und die mit fortschreitender Entwicklung die massebezogene Leistung von Gasturbinen übertreffen sollen. Die für das Eintreten des Supraleiteffekts notwendige Kühlung kann durch kostengünstigen und umweltverträglichen Flüssigstickstoff erzielt werden.

Die HTS-Motoren der VoltAir-Technologieplattform sollen Energiedichten von 7 bis 8 kW/kg erreichen und fast gänzlich ohne elektrische Verluste arbeiten.

Die VoltAir-Passagiere profitieren vom extrem geringen Geräuschniveau der Motoren, die ihre ganze Leistung verlustfrei an die Propeller abgeben. Zudem stößt dieses vollelektrische Antriebssystem kein CO2 oder Stickoxide aus. Zusätzlich zu den Vorteilen des Antriebssystems bietet die VoltAir- Technologieplattform Passagieren weitere Komfortgewinne. Durch die spezielle, aerodynamisch optimierte Rumpfform sinkt der durch Luftströmungen an der Rumpfhaut entstehende Lärm. Die ohnehin sehr leisen Elektromotoren sind am Rumpfheck und somit weit von der Kabine entfernt platziert. Die VoltAir-Kabine zeichnet sich durch einen im Verhältnis zur Rumpflänge besonders großen Rumpfquerschnitt aus, der den Passagieren ein großzügiges Raumgefühl vermittelt und, abgesehen von einem Plus an Komfort, auch ein schnelleres Boarding ermöglichen könnte.

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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