Zukunft der Luftfahrt: Elektro-Jumbos und Flugzeugschwärme

Ein Airbus A320 verbraucht auf 100 Kilometer etwa 3 Liter Treibstoff pro Passagier. Auf den ersten Blick ist das keine schlechte Bilanz. Doch laut Berechnungen des US-Energieministeriums liegt der Treibstoffverbrauch des internationalen Flugverkehrs bei gut einer Milliarde Liter Kerosin – pro Tag! Das entspricht etwa 11.500 Liter pro Sekunde. Damit hat sich der Verbrauch in den letzten 20 Jahren beinahe verdoppelt.

Fieberhaft arbeiten Ingenieure weltweit an Flugzeugen und Antriebstechnologien, die diese drängenden Probleme der Branche lösen können. Wie lassen sich der Treibstoffverbrauch, CO2-Emissionen und der Lärmpegel des Flugverkehrs drastisch reduzieren? Die wohl spektakulärste und zugleich radikalste Antwort auf diese Fragen gibt der europäische Luftfahrtkonzern Airbus: Die Elektrifizierung der Luftfahrt.

Airbus will Passagierflugzeuge mit Elektro-Antrieb entwickeln. Ziel sei eine Maschine mit 70 bis 90 Sitzen, die „voll elektrisch“ startet und landet. „Das wird uns die nächsten 15 bis 20 Jahre beschäftigen“ sagt Technikchef Jean Botti. Bei der diesjährigen Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung (ILA), die vom 20. bis 25. Mai in Berlin stattfand, konnten die Besucher einen ersten Blick auf die Zukunft der Luftfahrt werfen.

2 Cent pro Stunde Flugzeit

Das Demonstrationsflugzeug E-Fan der Airbusgruppe ist eine Weltneuheit. Es ist über sieben Meter lang, hat eine Spannweite von zehn Metern und wiegt 500 Kilogramm. 20 Erprobungsflüge hat Airbus damit bereits durchgeführt. Das Elektroflugzeug tankt an der Steckdose und hebt ohne Kerosin ab. "In der Stunde verbrauchen wir nur Strom für 2 Euro-Cent", sagt Botti. Etwa 60 Kilowatt leisten die Batterien. Das reicht für eine Stunde Flug.

In dieser Größenordnung ist das Flugzeug vor allem für die Ausbildung von Piloten interessant. Im Rahmen des Forschungsprojektes E-Thrust will Airbus jedoch mehr: Ein möglicher E-Airbus-Passagierflugzeug soll leiser, umweltfreundlicher und leichter sein als ein Kerosin-Flieger. Ähnlich wie bei der Entwicklung von Elektroautos bereitet vor allem die Batterietechnologie noch Sorgen. Mittelfristig setzt Airbus daher auf eine Hybridlösung.

Als Antrieb sollen sechs elektrische Mantelpropeller sowie eine konventionelle Verbrennungsturbine zum Einsatz kommen. Aus den Motoren werden dann Generatoren, die elektrischen Strom produzieren. Die Triebwerke werden nicht mehr wie bei einem herkömmlichen Flugzeug unter den Tragflächen hängen, sondern in die Struktur integriert sein.

Beim Start stellen die geladenen Akkus ihre Energie zur Verfügung. Zugleich läuft die Verbrennungsturbine auf Hochtouren, um die Akkus wieder zu laden. Hat der Flieger Reiseflughöhe und -geschwindigkeit erreicht, wird die Verbrennungsturbine gedrosselt.  Zur Landung seien die Akkus somit wieder vollständig geladen, erzählt Botti.

Science-Fiction oder die Zukunft des Fliegens?

Doch Elektro-Jumbos allein können die Herausforderungen der Branche nicht meistern. Die internationale Luftfahrtbranche hat sich strenge Umweltauflagen verordnet: Bis 2050 sollen Lärmemissionen um 65 Prozent und CO2-Emissionen sogar um 90 Prozent sinken. Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen setzen die Entwickler auf Technologien, die direkt aus einem Science-Fiction Film stammen könnten.

Zu diesen Visionen gehören zum Beispiel intelligente Flugzeuge, die wie Vogelschwärme in Formation fliegen, um ihren Energieverbrauch zu verringern und unter Einbeziehung der aktuellen Wetterlage die effizienteste Route wählen. Oder Flugzeugoberflächen und Lacke, die Hai-Schuppen nachahmen und mit mikroskopisch kleinen Rillen Treibstoff sparen sollen. Dagegen wirken Biotreibstoffe aus Jatropha, Algen oder Abfall beinahe etwas altbacken.

Schon heute zeigt die Entwicklung enorme Fortschritte bei neuen technologischen Konzepten für die zivile Luftfahrt. Bei der ILA wurde beispielsweise die Getriebefan-Technologie von MTU-Aero Engines präsentiert, die mit ihren Kraftstoffeinsparungen von 15 Prozent und Lärmminderungen um 50 Prozent einen neuen Standard setzt. Das Konzept überzeugte schon letztes Jahr die Jury des Deutschen Innovationspreises. MTU-Aero Engines war 2013 Preisträger in der Kategorie Großunternehmen.