www.intelliExperts.de – Wir starten mit diesem Beitrag hinein in eine ganze Serie an Themen, mit denen wir unsere Leser auf Visionäres im Projektmanagement aufmerksam machen wollen. Das heutige Thema „Luft“ setzt sich mit Luftfahrtprojekten auseinander.
Die Luftfahrtindustrie erfreute sich bis Anfang 2020 an einer Zeit gesunder Gewinne. Es gab ein großes Interesse in neue Arten des Flugverkehrs zu investieren, von unbemannten Lufttaxis bis hin zu Überschallflugzeugen der nächsten Generation.
Dann jedoch wurde die Flugindustrie von der Coronavirus-Pandemie hart getroffen, der Reiseverkehr ist um schätzungsweise 95 Prozent zurückgegangen. Wenn sich die Branche erholt und die Menschen wieder zu fliegen beginnen, werden die Bereiche Umweltschutz, Geschwindigkeit und Innercity-Transport Priorität für Fluggesellschaften sein.
Umweltschutz
Trotz der Verbesserungen beim Treibstoffverbrauch in den letzten fünf Jahrzehnten ist die Luftfahrtindustrie für etwa drei Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich.
Die weltweit zunehmende Besorgnis über CO2-Emissionen und die immer strengeren Vorschriften werden das Wachstum der elektrischen Antriebstechnologie in den kommenden Jahren vorantreiben. Auch bildet sich immer mehr Protest gegen die Luftverschmutzung seitens der Luftfahrt, der sich sogar auf die Sprache auswirkt.
Bei „Flygskam“ ist der Begriff zum Titel einer Bewegung geworden: Die schwedische Protestbewegung gegen das Fliegen. Deren Ziel ist es, die Umweltauswirkungen der Luftfahrt zu reduzieren. Die Bewegung entstand 2018 und gewann im darauffolgenden Jahr in ganz Nordeuropa an Zugkraft. Flygskam ist ein schwedisches Wort, das wörtlich „Flugscham“ bedeutet. Die Bewegung versucht Menschen vom Fliegen abzubringen, um die Kohlenstoffemissionen zu senken und damit einen Beitrag gegen den Klimawandel zu leisten.
Ganz so extrem wie Flygskam sehen es sicherlich nicht alle Menschen. Derzeit befinden sich vor allem die elektrischen Antriebe im Entwicklungsstadium und einige hundert elektrisch angetriebene Flugzeuge sind momentan von diversen Anbietern in der Vorbereitung.
Unter einem elektrischen Antrieb versteht man in der Luftfahrt jene Technologie, die elektrische Energie nutzt, um den erforderlichen Schub für ein Flugzeug oder ein Raumfahrzeug zu erzeugen. Der elektrische Antrieb birgt hierbei das Potenzial, die Luft- und Lärmbelastung durch die Luftfahrtindustrie zu reduzieren, was auch kostengünstigere Flugreisen weltweit ermöglichen wird.
Welche Herausforderungen gibt es?
Die Kosten stellen bei der Entwicklung von elektrischen Flugzeugantrieben noch eine große Herausforderung dar. Diese hohen Kosten für die Entwicklung der Technologie sind das Haupthindernis für das schnelle Wachstum von elektrischen Antriebssystemen. Hierzu gehören auch die Kosten für die Batteriekomponente.
Dabei spielen auch technische Herausforderungen eine Rolle. Das derzeitige Gewicht der Batterien ist ein großer Nachteil für die heutige Luftfahrtindustrie. Zu viel Gewicht im Flugzeugdesign reduziert die Leistung und Effizienz des Flugverkehrs.
Wer entwickelt die elektrische Flugzeugtechnologie?
Derzeit sind Europa und die USA aktiv an der Entwicklung von elektrischen Antriebstechnologien beteiligt.
Die NASA entwickelt Flugzeugkonzepte und Bodentestanlagen. Dies wird die Entwicklung von elektrischen Antriebssystemen fördern.
Es wird erwartet, dass China in Zukunft eine führende Rolle in der elektrischen Antriebstechnologie spielen wird. In China gibt es allerdings nur eine Entwicklung, die EHANG 184/216. Das ist ein vollelektrisches Flugzeug, das Passagiere ohne Piloten befördert.
https://www.nasa.gov/feature/glenn/2020/fantasy-to-reality-nasa-pushes-electric-flight-envelope
https://www.nasa.gov/connect/chat/flyinggreen_chat.html
Geschwindigkeit
Der Überschallflug mit Geschwindigkeiten über 343 m/s und verkürzten Flugzeiten starb für die Zivilbevölkerung 2003 mit der Stilllegung der schmalen Concorde-Flugzeuge. Das lag vor allem daran, dass dieser Flugzeugtyp zu teuer für den Betrieb war und medial durch den Absturz der Concorde in Ungnade fiel.
Obwohl einige ehrgeizige Überschall-Startups wie Boom Technology und Aerion Supersonic in den kommenden Jahrzehnten erfolgreich kleinere Geschäftsflugzeuge wiederbeleben könnten, wird sich der kommerzielle Flugverkehr für die Massen wohl kaum ändern. Das heutige Paradigma der traditionellen Luftfahrt funktioniert, es ist profitabel und sicher.
Auch die Flugzeuge der Zukunft werden wahrscheinlich genauso aussehen wie heute.
Einige neue Flugzeuge, wie die Boeing 787 und der kolossale Airbus 380, werden auch zukünftig aus leichteren „Verbundwerkstoffen“ statt aus schwereren Metallen alter Schule gebaut, so dass sie weniger Treibstoff verbrauchen.
Inner-City Transport
Seit etwa fünf Jahren arbeiten einige Unternehmen an der Kommerzialisierung von fliegenden Autos und autonomen Lufttaxis. Das sind in der Regel bauchige Gondeln, die von elektrisch betriebenen Rotoren angetrieben werden. Aus rechtlichen, finanziellen und technologischen Gründen ist es unwahrscheinlich, dass viele Stadtbewohner in absehbarer Zeit mit dem Flugzeug zur Arbeit fliegen werden, aber für bestimmte Anwendungen lässt die rege Aktivität die Zukunft schon viel näher rücken.
Für Inlandsflüge wird sich somit mehr verändern als bisher. Fliegende, batteriebetriebene Taxis, die für kürzere Fahrten in der Stadt gedacht sind, könnten schon im nächsten Jahrzehnt Realität werden.
Forscher von der Case Western Reserve University (CWRU) arbeiten mit der NASA und anderen Partnern zusammen, um in den nächsten Jahren kleine, batteriebetriebene Flugzeuge zu bauen
Vikas Prakash, Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der CWRU, hilft bei der Entwicklung von leichten, vollelektrischen Luftfahrzeugen, die persönliche Flugreisen zur Realität machen könnten.
„Die NASA glaubt, dass es in den nächsten fünf Jahren eine Explosion dieser elektrischen, persönlichen Luftfahrzeuge geben wird“, sagte Prakash. „Sie sind durch die Notwendigkeit motiviert, von Flugzeugen mit Düsentreibstoffantrieb auf elektrische Flugzeuge umzusteigen, die leiser sind und der Atmosphäre keinen Kohlenstoff hinzufügen.“
Ende September 2019 führte auch das deutsche Drohnenunternehmen Volocopter einen Testflug durch, der laut New York Post „bald der erste Drohnentaxi-Service der Welt sein wird“.
Anfang 2020 stellte Uber einen 30 Jahre alten Flugzeugingenieur der NASA ein, um seine Flugauto-Initiative mit dem Namen „Uber Elevate“ zu leiten. Und im Juli zeigte ein russisches Unternehmen einen Prototyp seines fliegenden Taxis auf einer beliebten Flugshow in der Nähe von Moskau. Selbst der Autobauer DeLorean, dessen berühmtestes Automodell man aus dem Film Zurück in die Zukunft kennt, ist mit von der Partie und gründete 2012 DeLorean Aerospace, um fliegende Autos zu erforschen. Andere arbeiten an eher drohnenartigen, pilotenlosen Lufttaxis.
Bebilderte Übersicht über die Prototypen der Lufttaxis
Volocopter
Details: Zweisitziger elektrischer VTOL-Multikopter (VTOL: Vertical Take-Off and Landing) mit 18 Rotoren, mit einer maximalen Flugzeit von 27 Minuten und einer Reichweite von 17 Meilen. Kann pilotiert oder autonom betrieben werden.
Aktuelle Phase: Erprobung. Volocopter hat die vorläufige Zulassung für den bemannten Flug in Deutschland. Das von Daimler unterstützte Unternehmen hat Demonstrationsflüge in Las Vegas und Dubai durchgeführt und arbeitet dort mit den Verkehrsbehörden zusammen, um den Grundstein für einen autonomen Lufttaxidienst zu legen.
Wann? Das Unternehmen hofft, seine erste Punkt-zu-Punkt-Route in den nächsten zwei bis drei Jahren und ein vollwertiges, städtisches Lufttaxi-System mit mehreren Knotenpunkten innerhalb der nächsten 10 Jahre einrichten zu können.
PAL-V Liberty
Details: Ein zweisitziger, gasbetriebener Gyrocopter mit einer Flugreichweite von etwa 250 Meilen bei maximalem Gewicht. Im Automodus erreicht das dreirädrige Fahrzeug nach Angaben des niederländischen Unternehmens eine Geschwindigkeit von 100 Meilen pro Stunde.
Aktuelle Phase: Beantragung der Sicherheitszertifizierung in Europa; 90 erste Produktionsmodelle zum Verkauf ab 399.000 Dollar.
Wann? Das Unternehmen sagt, dass die ersten Auslieferungen in Europa im Jahr 2022 erfolgen werden.
https://www.pal-v.com/en/explore-pal-v
Ehang 184
Details: Elektrische Drohne, die senkrecht starten und landen kann (VTOL) und eine Höchstgeschwindigkeit von 80 mph erreicht. Sie kann nur 25 Minuten in der Luft bleiben (die Batterietechnologie muss noch weiterentwickelt werden, um längere Flugzeiten zu ermöglichen), aber das Unternehmen sagt, dass ihre Reichweite (ca. 25 Meilen) ausreicht, um in den meisten Städten einen praktikablen Lufttaxi-Service zu etablieren. Warum 184? Weil es für einen Passagier ausgelegt ist und acht Propeller an vier Armen hat.
Aktuelle Phase: Testen. Das Unternehmen gab im Februar bekannt, dass es über 1.000 Testflüge durchgeführt hat, darunter auch einige mit menschlichen Passagieren.
Wann? Unklar. Ein von Dubai angekündigter Starttermin für einen pilotenlosen Lufttaxidienst im Juli 2017 kam und ging. Ehang sagt, dass es immer noch hofft, in Dubai in die Luft zu kommen, und dass es mit den chinesischen Behörden zusammenarbeitet, um Lufttüchtigkeitsstandards festzulegen.
Terrafugia Transition
Details: Zweisitziges, faltbares Flugauto mit einer Reichweite von 400 Meilen in der Luft; am Boden wird es „Autobahngeschwindigkeiten“ erreichen, sagt Terrafugia aus Massachusetts. Betrieben wird es mit Superbenzin.
Aktuelle Phase: Nach der Übernahme durch Zhejiang Geely arbeitet das 2006 von einem Team von MIT-Absolventen gegründete Unternehmen nach eigenen Angaben an einem neuen Serienprototyp mit Verbesserungen unter der Motorhaube und nutzt dabei das technische Know-how der Volvo-Sparte des chinesischen Automobilherstellers.
Wann? Erste Auslieferungen sind für 2022 geplant.
Factsheet: Terrafugia
Aurora Flight Sciences eVTOL
Details: Dreisitziges Elektroflugzeug mit acht Rotoren für Senkrechtstart und -landung sowie einem festen Flügel und einem Heckpropeller, der einen effizienteren Vorwärtsflug als ein Multicopter ermöglicht. Anfangs pilotiert, aber für den autonomen Betrieb konzipiert.
Aktuelle Phase: Erprobung. Als eines von fünf Unternehmen, die an der Entwicklung von Fahrzeugen für den geplanten Lufttaxidienst von Uber arbeiten, wurde der innovative Drohnenentwickler im vergangenen Jahr von Boeing übernommen und verfügt damit über einen tiefen Brunnen an Kapital und technischen Ressourcen, den es anzapfen kann.
Wann? Der kommerzielle Start ist für 2023 geplant. Seien Sie nicht überrascht, wenn sich die Termine verschieben: Es gibt viele regulatorische Fragen, und eine Batterie, die die von Uber angestrebten Leistungsdaten erfüllt, gibt es noch nicht.
https://www.aurora.aero/pav-evtol-passenger-air-vehicle/
Lilium
Details: Fünfsitziger VTOL-Jet mit festen Flügeln und zwölf Kippklappen, die 36 elektrische Triebwerke tragen.
Aktuelle Phase: Das deutsche Unternehmen testete letztes Jahr eine zweisitzige Version des Jets und sicherte sich eine Finanzierung von 90 Millionen Dollar von Investoren wie Tencent und Twitter-Mitbegründer Evan Williams.
Wann? Lilium unternahm den ersten bemannten Testflug 2019 und will 2025 einen On-Demand-Lufttaxidienst starten.
Kitty Hawk Cora
Details: Zweisitzige Elektrodrohne mit zwölf Hublüftern für vertikalen Start und Landung sowie einem Heckpropeller und einem festen Flügel für den Vorwärtsflug. Reichweite von 60 Meilen bei einer Reisegeschwindigkeit von 110 mph.
Aktuelle Phase: Das geheimnisvolle kalifornische Startup, das von Googles Larry Page finanziert und vom ehemaligen Google-X-Chef Sebastian Thrun geleitet wird, enthüllte im März, dass es Cora in Neuseeland mit dem Ziel testet, einen Lufttaxi-Service zu starten.
Wann? Unbekannt
https://kittyhawk.aero/heaviside/
Fazit
Mit erneuerbaren Energien, leichteren Werkstoffen und dem Ausbau des Nahverkehrs in unseren Städten durch Flugtaxis tut sich etwas in der Luftfahrtbranche. Die nächsten Jahre werden auf jeden Fall spannend. Dabei scheinen die kleinen Start-Ups den Weg vorzugeben, während Institutionen wie die NASA eine bevölkerungsbreite Etablierung vorbereiten. Auch die Großen der Industrie wie Airbus schauen in die Zukunft. Für 2050 sieht Airbus bereits das folgende Flugzeug in der Lüfte.
Wir dürfen gespannt sein!
