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Elektro- und Solarfluggeräte

2015 (K)


Manntragende Systeme


Im Februar 2015 stellt argodesign aus Austin,Texas, das Konzept einer Drohnen-Ambulanz vor, deren Idee während eines Brainstormings im Zuge der Body Week Initiative von Fastcodesign entstand, bei der überlegt wurde, wie Notdienste in verstopften, städtischen Umgebungen schneller gemacht werden können. Nachdem man anfänglich an ein autonomes Auto dachte, kam man aber schon bald zu einem Quadrokopter.

Die weitgehend nach einem Standard-Quadrokopter modellierte Drohne in der Größe eines Kleinwagens wäre in der Lage, fast überall zu landen, um einen Patienten aufzunehmen und zur weiteren Behandlung ins Krankenhaus zu fliegen. Gesteuert wird sie über GPS, einen Piloten oder einer Mischung von beiden. Die würde es einem einzelnen Piloten ermöglichen, eine ganze Flotte fernzusteuern und bei schwierigen Starts und Landungen die manuelle Kontrolle zu übernehmen.

Mark Rolston, der Gründer von argodesign, schätzt, daß eine ultraleichte Drohne für etwa 1 Mio. $ konstruiert werden könnte, was zwar viel teurer ist als ein Krankenwagen, aber immer noch günstiger als ein medizinischer Hubschrauber.

KANI Light Aircraft Grafik

KANI Light Aircraft
(Grafik)


Ein ähnlicher Entwurf mit nur zwei Rotoren erscheint im Juli 2015. Dieser ist aus der Feder des aus Lettland stammenden Industriedesigners Tautvydas Bertasius in Stoke-on-Trent in Großbritannien.

Das KANI Light Aircraft ist ein Rettungsflugzeug für das Jahr 2030. Entworfen für Naturschutzgebiete, wo der Transport auf der Straße manchmal schwierig oder sogar unmöglich ist, nutzt das Fluggerät modernste und zuverlässige Technologien, um sicherzustellen, daß es nicht nur sicher und robust, sondern auch effektiv sowie kostengünstig ist.

Der Körper besteht aus einer Kohlefaser-Monocoque-Struktur mit einem Kern aus Aluminium-Waben-Maschenplatten, während die Fenster aus laminiertem Polycarbonat sind, um das Flugzeug vor Vogelschlägen zu sichern. Der Pilot fliegt stehend, für den Patienten existiert dahinter ein Sitz, und für Notfälle gibt es einen ballistischen Fallschirm.


Ebenfalls im Februar 2015 stellt der Industriedesigner Oscar Viñals aus Barcelona seine Vision von der Luftfahrt im Jahr 2030 vor – ein leichter und leiser Riesengleiter mit drei Decks und Flügeln mit dreifach aufgespaltenen Spitzen. Um die Anforderungen den meisten internationalen Flughäfen zu erfüllen, lassen sich die Flügel zudem einklappen. Das Cockpit ist in der zweiten Etage untergebracht. Über Viñals Vorgänger-Konzept namens AWWA Sky Whale hatte ich bereits 2014 berichtet (s.d.).

Die neue Flugzeugstudie AWWA-QG Progress Eagle (o. Quantum Superjet) mit einer Länge von 80 m und einer Spannweite von 96 m soll Platz für 800 Menschen bieten. Dazu gibt es auch Zimmern und Lounges für die Crew. Die wichtigsten eingesetzten Materialien sind Kohlefaser, Graphen, Aluminiumlegierungen, Titan, Keramik und Verbundwerkstoffe. Die Flügel sollen sich dank innovativer Materialien, wie selbstheilendem Harz, selbst reparieren, falls sie Schäden erleiden.

Angetrieben wird das Flugzeug von sechs Wasserstoff-Motoren, wobei in anderen Quellen von supraleitenden Brennstoffzellen-Motoren gesprochen wird. Neben einer Geräuschreduzierung von bis zu 75% soll sich der Quantum Superjet dank neuester Materialien auch selbst mit Energie versorgen können. Quantendot-Solarzellen auf den Flügeln und Hybrid-Solarzellen mit sechseckigem Muster in der Decke des Flugzeugs laden die Batterien auf, während eine zentral am Heck angebrachte Turbine während des Fluges ausgeschaltet und als Windkraftwerk genutzt werden kann. Um die Tanks im Flug selbst zu befüllen, könnte der Flieger zudem Wasserstoff aus der Atmosphäre gewinnen.

Im Jahr 2016 folgt ein weiterer Entwurf des Designers, der unter dem Namen Flash Falcon (FF) diverse Grafiken eines futuristischen elektrischen Mach3 Überschalljets vorstellt, als letztes Konzept der Trilogie, die mit dem Sky Whale begann. Als Antrieb des Flugzeugs mit zwei Decks, auf denen bis zu 250 Passagiere in sehr komfortablen Bedingungen untergebracht werden können, soll ein Fusionsgenerator dienen, der in den nächsten 15 bis 20 Jahren entwickelt werde und genügend elektrische Energie erzeugt, um einen Jet zu fliegen.


Die im Juni 2014 von Roger Hurley gegründete britische Firma ProAirsport Ltd. in Stoke Bruerne, South Northamptonshire, deren Ziel es ist, innovative Leichtflugzeuge zu bauen, stellt im März 2015 den Prototypen eines selbststartenden Hybrid-Ultraleicht/Segelflugzeugs namens GloW vor, das gefedert versenkbare, elektrisch betriebene Räder für das Rollen und den Start besitzt, sowie eine Mikro-Jet-Turbine zum Aufstieg und Flug – weshalb das Gerät auch propellerfrei ist.

GloW

GloW

Während des Fluges kann der Motor mit einem Schalterkippen ein- und ausgeschaltet werden, so daß das Flugzeug entweder als Ultraleicht oder Segelflugzeug geflogen werden kann. Ein weiterer Vorteil die einfache Nutzung, da die Maschine in 15 Minuten fertig montiert und flugbereit ist. Anstelle von teurerem Kohlefasermaterial besteht die GloW-Zelle aus Glas/Epoxy-Verbundwerkstoffen, die zu ihrem geringen Gewicht und niedrigen Herstellungskosten beitragen. Die Schlüsselelmente, einschließlich des elektrischen Antriebs und der Turbine, sind ebenfalls relativ preiswerte und bewährte Komponenten.

Das Design nutzt die Deregulierung einer bestimmten Klasse von Mikrolights durch die britische Zivilluftfahrt-Behörde, die sich auf Ein-Mann-Flugzeuge mit einer maximalen Startmasse von weniger als 300 kg und einer Überziehgeschwindigkeit von 35 Knoten oder weniger bezieht. Da das GloW beiden Bedingungen entspricht, sind weder eine anfängliche Lufttüchtigkeitszertifizierung noch die obligatorischen jährlichen Inspektionen erforderlich.

Ein weiterer potentieller Einsatzbereich des GloW mit einem Leergewicht von 180 kg wird als als ferngesteuertes Flugzeug gesehen, das ohne den Piloten eine geschätzte Nutzlast von 120 kg transportieren kann.

ProAirsport baut derzeit zwei Demonstrationsflugzeuge (jeweils eines für den britischen und den US-amerikanischen Markt) und erwartet, die Jungfernflüge im September/Oktober machen zu können, um Ende des Jahres die Produktion aufzunehmen. Im Dezember 2015 wird als neuer Name des Hybrid-Segelflugzeugs Glowfly bekanntgegeben, im Januar 2016 erfolgen die ersten Beschleunigungstests, und im Februar steht der Flieger zum ersten Mal komplett auf der Landebahn. Ein Preis ist noch nicht bestimmt.

Siemens-Motor

Siemens-Motor


Ebenfalls im März 2015 präsentiert Siemens einen neu entwickelten Elektromotor, der speziell für den Einsatz in Luftfahrzeugen konzipiert worden ist und fünfmal so viel leisten kann, wie vergleichbare Antriebe. Bei einem Gewicht von 50 kg erreicht der Leichtmetallmotor eine elektrische Dauerleistung von rund 260 kW. Damit sollen sich erstmals auch größere Flugzeuge mit einem Startgewichten von bis zu zwei Tonnen elektrisch antreiben lassen. Eine kleinere Version mit 65 kW wiegt sogar nur 13 kg.

Um den Weltrekord-Motor zu realisieren, haben die Forscher alle Komponenten bisheriger Motoren auf den Prüfstand gestellt und mit Hilfe neuer Simulationstechniken und ausgeklügeltem Leichtbau ,bis ans technische Limit’ optimiert. Außerdem gibt der Motor die Rekord-Leistung bereits bei einer Drehzahl von 2.500 U/m ab, wodurch er einen Propeller direkt, ganz ohne Getriebe, antreiben kann. Im Flug erproben will Siemens den Motor noch in diesen Jahr.

Bis Mitte des kommenden Jahres soll ein Kleinflugzeug mit dem leistungsstarken Siemens-E-Motor abheben, möglicherweise das Zweisitzermodell G120 des deutsche Herstellers Grob.


Das im März 2015 von David De Ridder, einem Fluglinienkapitän, Freizeitpilot und erfahrenem Flugzeugbauer gegründete belgische Unternehmen Green Tech Aircraft (GTA) in Leuven entwickelt ein elektrisch betriebenes Sportflugzeug namens Ypselon GT, dessen Flugkosten mit 5 – 8 € pro Stunde beziffert werden.

Auf der Homepage der Firma werden einige Spezifikationen veröffentlicht: Diesen zufolge wiegt das Elektroflugzeug 550 kg und kann eine Nutzlast von 220 kg transportieren. Der Motor mit einer Spitzenleistung von 90 kW erlaubt eine Reisegeschwindigkeit von 240 km/h mit 320 km/h Spitze, und der projektierte Preis für einen Selbstbausatz, der alles bis auf die Flugelektronik und die Lackierung umfaßt, beträgt 100.000 €.

Ob und wann das Konzept zur Umsetzung und anschließenden Vermarktung gelangen wird, ist noch nicht bekannt.

Flike Grafik

Flike (Grafik)


Auch der erste bemannte Flug eines Trikopters kann im März 2015 durchgeführt werden. Entwickler ist die neu gegründete Firma ByeGravity cPlc in Budapest, ein Spin-off der Bay Zoltán Nonprofit Ltd., einem staatlichen Forschungsinstitut für angewandte Wissenschaften in Ungarn.

Die Idee zum zum Flike (im Sinne von fly-bike), dem weltweit ersten bemannten Trikopter-Konzept, kam den Machern, als sie im Sommer 2014 im einem Artikel lesen mußten, daß „es Größenbeschränkungen für die Drohnen-Technologie gibt, weshalb man niemals erwarten darf, daß es eine gibt, der stark genug ist, um eine Person zu tragen.“

Das ungarisches Team setzt dieser Behauptung einen ultimativen Beweis entgegen, als es das Konzept eines persönlichen Flugtrikopters in weniger als einem Jahr vom Reißbrett bis zum Jungfernflug auf dem Flugplatz Miskolc im Nordosten des Landes bringt. Der Prototyp besitzt sechs Rotoren, die in einer koaxialen Anordnung gepaart sind und direkt von einzelnen elektrischen Scheibenmotoren angetrieben werden. Die Li-Poly-Batterien erlauben einen Schwebeflug von 15 – 20 Minuten bzw. ein Vorwärtsflugzeit von 30 – 40 Minuten.

Bei dem bemannten Flug hat der Demonstrator ein Startgewicht von 210 kg und fliegt nur ein paar Sekunden, startet und landet aber sicher. In einem weiteren Testflug hebt der Flike einige Meter weit vom Boden ab und kann auch seine Schwebe- und Manövrierfähigkeiten unter Beweis stellen. Bei dem kontrollierten Flug von anderthalb Minuten gelingt es zudem, den Wind ausgleichen. Die Kontrolle wird durch eine Änderung der Drehzahl der einzelnen Rotoren ermöglicht.

Dank seines Flugmanagement-Computers, der sich um die Stabilität des Geräts, die seitliche Position und die Höhe kümmert, sei der Flike so einfach zu fliegen, wie ein Fahrrad zu fahren – behauptet jedenfalls das Entwicklungsteam. Außerdem sei der Trikopter in der Lage ist, einen Notfall-Hub zu generieren um einen Crash zu verhindern, falls einer der Elektromotoren ausfällt.

Nach dem erfolgreichen Abschluß der ersten Flüge plant das Team nun, einen zweiten Prototypen zu bauen, der ein ähnliches Design und Features aufweist, wie sie für das geplante kommerzielle Modell vorgesehen sind, wofür das Start-Up nun aktiv nach Investoren sucht. Im April 2016 beteiligt sich ByeGravity an einer Ausstellung in China, wo neu designtes Modell gezeigt wird, das aber noch immer Prototypen-Charakter hat.


In diesem Zusammenhang soll noch erwähnt werden, daß die kalifornische Firma Aeroflex bereits 2014 ein Hoverbike mit zwei ummantelten Rotoren vorgestellt hatte, das eine Höchstgeschwindigkeit von rund 50 km/h und eine maximale Flughöhe von 4,5 m erreicht. Da dieses Fluggerät jedoch mit Brennstoffmotoren angetrieben wird, fand es in der vorliegenden Übersicht keine Erwähnung.

Carplane-Prototyp

Carplane-Prototyp


Das Carplane genannte Flugauto, über das ich bereits in der Übersicht vom Juli 2011 berichtet habe (s.d.), wird im April 2015 auf der Luftfahrt-Messe Aero in Friedrichshafen erstmals als Prototyp gezeigt. Die Spezifikationen haben sich inzwischen leicht verändert: Ein 150 PS starker (fossil betriebener) Motor beschleunigt das Gefährt in der Luft auf 200 km/h. Die Reichweite beträgt knapp 800 km. Mit den elektrischen Radnabenmotoren wird auf der Straße eine Geschwindigkeit von bis zu 180 km/h erreicht.

Das patentierte, bimodale Elektrofahrzeug der Firma Carplane GmbH, das sich in 15 Sekunden in ein Flugzeug verwandelt, sei inzwischen voll ausgereift, so daß der Jungfernflug über den Firmensitz in Braunschweig bereits im Sommer stattfinden könnte. Finanziert hat Carplane den Prototypen aus eigenen Mitteln und durch Förderungen des Landes Niedersachsen. Da auch der TÜV und das Luftfahrtamt bereits länger in die Unternehmung mit eingebunden sind, verfügt der Prototyp auch schon über ein Nummernschild und eine Flugzeugkennung.

Bis zum aktuellen Update im April 2017 ist der Jungfernflug aber noch nicht erfolgt, warum auch immer. Über andere Flugauto-Ansätze berichte ich weiter unten.


Im Frühjahr 2015 stellen Forscher der Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) und der Firma AXTER Aerospace eine nachrüstbare, elektrische 30 kW Antriebseinheit vor, die in allen Arten von konventionell angetriebenen Leichtflugzeugen installiert werden soll, um sowohl deren Leistung zu erhöhen, als auch im Falle eines Motorschaden zusätzliche Reichweite von ungefähr 20 km zu bieten, damit eine größere Chance besteht, trotzdem sicher zu landen.

Die neue Anordnung besteht aus einem elektrischen Motor, der über das herkömmliche Antriebssystem mit dem Brennstoff-Motor gekoppelt ist. Dazu gibt eine hocheffiziente Lithium-Batterie, die durch den konventionellen Motor des Flugzeugs aufgeladen wird, sowie ein automatisches elektronisches Steuerungssystem, das den elektrischen Antriebsmotor automatisch an die Bedürfnisse des Flugs anpaßt. Letztlich macht das weltweit zum Patent angemeldete System ein Leichtflugzeug zum Hybrid, da die zusätzliche Leistung jederzeit dazugeschaltet bzw. wieder weggenommen werden kann.

AXTER hatte im Jahr 2011 mit der Entwicklung der Hybridantriebstechnik begonnen, als zwei Ingenieure bemerkten, daß die Luftfahrtindustrie noch keine Antwort darauf hat, durch Motorausfall verursachte Unfälle zu verhindern. Im Sommer 2014 wird der erste Flug eines Ultraleichtflugzeugs mit dem AX-40S Hybridantriebssystem durchgeführt, das nun auf den Markt kommt. Die Macher hoffen, daß ihre Technologie eines Tages auch für andere Arten von Fluggeräten, einschließlich Gyroplanes, Drohnen und UAVs, verfügbar sein wird.


Im Mai 2015 kündigt der europäische Flugzeugbauer Airbus an, 100 Exemplare des Elektro-Zwei-Sitzers E-Fan 2.0 herzustellen, der im März 2014 seinen Jungfernflug gemacht hatte.

Bei den mehr als 78 Testflügen und gut 38 Flugstunden, die der Prototypen seitdem absolviert hat, hebt das (leer) gut 500 kg schwere und 5,7 m (6,7 m) lange Zweisitzer-Flugzeug mit einer Spannweite von 9,5 m (11 m), schon bei 110 km/h ab. Die beiden Elektromotoren, welche die Mantelpropeller antreiben, bringen jeweils eine maximale Leistung von 32 kW, die 29 kWh fassenden Li-Io-Akkus von Kokam zu ihrer Versorgung sind in den Tragflächen untergebracht. Für das Rollen und zur Unterstützung des Starts gibt es ein elektrisch angetriebenes Achtern-Laufrad.

Aufgrund der möglichst klein dimensionierten Batterien, damit die Startmasse nicht zu hoch wird, muß der 160 km/h schnelle E-Fan, der eine Höchstgeschwindigkeit von 220 km/h erreicht, aber schon nach 45 – 60 Minuten wieder landen und Strom nachtanken. Aus diesem Grund testet Airbus bereits ein Nachfolgemodell mit einem kleinen motorgetriebenen Ladegerät, das die Batterien während des Flugs laden und die Flugdauer auf mehr als drei Stunden verlängern soll. Der E-Fan 4.0 kann neben dem Piloten drei Passagiere befördern.

Für die Produktion des Elektroflugzeugs in der südwestfranzösischen Stadt Pau in Aquitanien hatte Airbus im vergangenen Jahr ein Tochterunternehmen namens Voltaire SAS gegründet. In die Entwicklung des E-Fan zur Serienreife investiert Airbus zusätzlich zu den bereits getätigten Investitionen noch einmal 20 Mio. €. Mit dem Bau der Endmontagelinie soll Mitte 2016 begonnen werden, damit zwischen Ende 2017 und Anfang 2018 das erste elektrisch angetriebene Serienflugzeug E-Fan 2.0 vom Band gehen und in die Lüfte steigen kann. Der E-Fan 4.0 soll dann 2019 folgen.

E-Fan bei der Kanalquerung

E-Fan bei der
Kanalquerung

Viel Presse bekommt im Juli der Versuch von Airbus, als erster den Ärmelkanal in einem Elektroflugzeug zu überqueren – weil nichts daraus wird, da ein Konkurrent den Rekordflug um einen Tag vorwegnimmt. Als der E-Fan von Airbus mit Didier Esteyne am Steuer am Freitag, den 10. Juli, den 74 km langen Flug von Lydd in England ins französische Calais antritt und in 36 Minuten absolviert, ist er nur zweiter.

Der französische Pilot Hugues Duval vom Aero-Club Frankreich hatte den historischen Flug schon am Tag zuvor gemacht, als er in seinem elektrischen Kleinflugzeug E-Cristaline des Typs CriCri innerhalb von 17 Minuten von Calais nach Dover und wieder zurück flog und damit als erster in die Geschichtsbücher einging. Immerhin hatte der Stuntpilot aus dem französischen Rennes den Flug jahrelang vorbereitet – und aus Angst, die entsprechende Genehmigungen nicht zu erhalten, im Vorfeld nicht angemeldet. Airbus ist ein fairer Verlierer und gratuliert dem Konkurrenten trotzdem.

In der Presse ist später zu lesen, daß ein anderer Konkurrent um die erste Kanalquerung im Elektroflugzeug vor Tagen von einem Airbus-Partner ausgebremst worden war. Der slowenische Flugzeughersteller Pipistrel habe einen solchen Flug bereits vergangenen Dienstag angehen wollen. Kurz vor dem Start habe der Motor-Hersteller Siemens den Flug jedoch untersagt, da der Motor des Alpha Electro von Pipistrel in der derzeitigen Zulassung nicht für Flüge über Wasser getestet oder genehmigt sei.

Da Siemens und Airbus bei Elektroflugzeugen stark kooperieren, steht der Verdacht im Raum, daß Siemens zugunsten von Airbus aktiv geworden war. Pipistrel jedenfalls bezeichnet die Entscheidung von Siemens als „bizarr und unverständlich“, zumal es zuvor nie eine Einschränkung des Siemens-Motors bei Flügen über Wasser gab. Auch in der Luftfahrtbranche sorgt das ,Flugverbot’ für Pipistrel mit Siemens-Motor für Unverständnis. Das britische Fachmagazin Flyer warf Airbus auf seiner Internetseite unsportliches Verhalten vor, da der Konzern die Ambitionen des sehr viel kleineren slowenischen Anbieters zunichte gemacht habe.

Die Kooperationspartner Airbus und Siemens planten derweil ein gemeinsames E-Aircraft Systemhaus, an dem sich neben Partnern aus der Forschung auch weitere Firmen beteiligen könnten, etwa die großen Triebwerkehersteller Rolls-Royce oder Safran.


Einen anderen Rekord stellt der kanadische Erfinder Catalin Alexandru Duru aus Montreal auf, als er mit seinem elektrischen Hoverboard eine Strecke von 275,9 m über den See Ouareau in Quebec zurücklegt. Der Rekordflug hatte bereits im August 2014 stattgefunden, wird jedoch erst jetzt, im Mai 2015, von Guiness offiziell bekanntgegeben.

Auf seinem Prototypen mit acht Propellern, den er im Laufe von 12 Monaten entworfen und gebaut hat, erreicht er dabei eine Flughöhe von 5 m. Gesteuert wird das Rekord-Hoverboard wie ein Segway mittels Gewichtsverlagerung. Die Mittel für die Forschung und Entwicklung des Prototyps stammen zum Großteil aus dem privaten Sektor, mit einem Zuschuß des Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC).

Duru und sein Geschäftspartner, Philippe Maalouf, die zusammen die Firma Omni Hoverboards Inc. gründen, wollen bis Ende des Jahres einen neuen Prototypen fertig bekommen, um die zum Patent angemeldete Technologie anschließend zu vermarkten. Da das gegenwärtige Modell noch ziemlich gefährlich sei, weil der Pilot nur seine Füße benutzt, um das Gefährt zu fliegen, soll die weiterentwickelte Variante digital balanciert und zudem gesperrt sein, damit sie nicht höher als etwa 1,5 m über dem Boden fliegen kann.

Und natürlich beziehen sich sowohl der Erfinder als auch sämtliche Pressekommentare auf den Film Zurück in die Zukunft aus dem Jahr 1985, in dem Marty McFly in der (damals) fiktiven Welt von 2015 ein Hoverboard  fliegt – was seitdem diverse Erfinder inspiriert hat.

Hoverbike-Test

Hoverbike-Test


Nur einen Monat später berichten die Blogs, daß die britische Firma Malloy Aeronautics Ltd., die bereits im Vorjahr mit ihrem Konzept eines Quadrokopter-Hoverbike für Furore sorgte, vor kurzem die ersten erfolgreichen – auch bemannten – Flugversuche mit dem hubschrauberartigen Fahrzeug durchgeführt habe, dessen Elektromotoren vier Rotoren antreiben.

Aus Sicherheitsgründen bleibt das Hoverbike bislang bei den Testflügen aber am Boden festgeschnallt und kann nur auf- und absteigen. Im Vergleich zu Helikoptern sei es aber ein sehr sicheres und unkompliziertes Fluggerät. Zudem bietet das einzigartige, zum Patent angemeldete überlappende Rotor-Design mehrere ergonomische Vorteile.

Nun geht die Firma eine Partnerschaft mit dem im Maryland beheimateten militärischen Forschungsunternehmen Survice Engineering Co. ein, um das Fahrzeug für das US-Verteidigungsministerium weiter zu entwickeln. Das Gerät soll eine neue Klasse von taktischen Aufklärungsfahrzeugen begründen (Tactical Reconnaissance Vehicle, TRV), auf Wunsch des U.S. Army Research Laboratory allerdings in einer benzinbetriebenen Variante. Bislang wird jedoch nur an der Ausführung mit elektrischem Antriebssystem gearbeitet.

Das Unternehmen erwartet, daß das fliegende Kohlefaser-Motorrad fast 280 km/h schnell sein wird und mit einer Nutzlast von bis zu 260 kg abheben kann (später wird nur noch von 230 kg gesprochen). Die maximale Flughöhe soll mehr als 3.000 m betragen, was aber nicht besonders gefährlich sei, da die Hoverbike-Piloten Fallschirme tragen und jederzeit abspringen können. Die ummantelten Rotoren machen es für den Einsatz um Menschen und Gebäude herum sicherer als Hubschrauber, und der leichte, kompakte Rahmen bedeutet, daß es einfach transportiert und eingesetzt werden kann.

Einer der Hauptanwendungen für die Armee ist es, Soldaten auf dem Feld zu versorgen, vor allem in rauhen oder gefährlichen Umgebungen. Daneben besteht aber auch viel Potential für den Einsatz der Technik bei humanitären Anwendungen. So könnten zum Beispiel mehrere Hoverbikes, die für einen leichteren Transport zusammenklappt werden können, in Flugzeuge geladen und in Katastrophengebiete entsandt werden, wo sie autonom lebenswichtige Vorräte ausliefern oder sogar einzelne Personen aus der gefährlichen Umgebung heraus holen.

Die Entwicklung des Hoverbikes, das sich im Moment noch in einer frühen Testphase befindet, wird nun sowohl in Großbritannien als auch in den USA fortgesetzt – und tatsächlich wird im Januar 2017 berichtet, daß die neueste Version des überdimensionierten Quadrokopters, die nun den  militarisierten Namen Joint Tactical Aerial Resupply Vehicle (JTARV) trägt, ihre ersten Testflüge macht.

In seiner jetzigen Form ist der Prototyp in der Lage, 136 kg zu tragen, obwohl die involvierten Forscher des Army Research Laboratory (ARL) hoffen, dies zukünftig über ein Hybridantriebssystem steigern zu können. Das Ziel ist immer noch, eine Nutzlast von 360 kg mit Geschwindigkeiten von knapp 100 km/h über eine Strecke von bis zu 200 km zu befördern.


Ein Konkurrent des Hoverbike stammt vom US-Hersteller Aerofex, dessen Zwei-Sitzer Aero-X benzinbetrieben mit zwei Propellern funktioniert. Es besteht der Plan, mit einem ersten Modell im Jahr 2017 auf den Markt zu gehen. Dieses soll etwa 85.000 $ kosten.


Ein besonderes Fluggerät, das im April 2016 in den Blogs kursiert, geht auf den französischen Jetski-Champion Franky Zapata zurück, der im Jahr 2011 mit seinem inzwischen vielfach umgesetzten Wasserstrahl-Flyboard, das einen Jet-Ski-Motor benutzt, um Wasser durch ein Paar Stiefel und Handstabilisatoren zu pumpen, weltberühmt wird.

Nun stellt Zapata ein neues Gerät namens Flyboard Air vor, das die Wasserstrahlen durch Düsentriebwerke ersetzt und ihm damit erlaubt, nicht gebunden und mit einer potentiellen Höchstgeschwindigkeit von 150 km/h bis zu einer maximalen Höhe von 3.000 m durch den Himmel zu fliegen – bis zu 10 Minuten lang und stehend. Allerdings wird das Flyboard mit Jet A-1 Kraftstoff betrieben, der in einem Rucksack-Kraftstofftank untergebracht ist.

Der Erfinder nutzt sein weitgehend aus Kohlefaser gefertigtes Gerät, das vier ummantelte 250 PS Jet-Motoren besitzt und einen proprietären Algorithmus verwendet, um die Stabilität während des Fluges zu gewährleisten, um umgehend ein paar Rekorde zu brechen. Insbesondere nimmt er Duru den Rekord für den weitesten Flug mit einem Hoverboard ab. In dem entsprechenden Video ist zu sehen, wie Zapata vor Carry-le-Rouet bei Marseille in Frankreich aufsteigt und 30 m hoch erwa 7 Minuten lang über den Mittelmeerwellen fliegt. Dabei erreicht er eine Höchstgeschwindigkeit von rund 70 km/h und legt die Rekordstrecke von 2.252,4 m zurück.

Die Technologie scheint sehr interessant zu sein, denn im Juli gibt das Anti-Sprengstoff-Unternehmen Implant Sciences Corp. aus Wilmington in Massachusetts bekannt, das als führender Hersteller von Sprengstoff-Detektionsgeräten gilt und als Hauptkunde das US Department of Homeland Security (DHS) nennt, daß es die Firma Zapata Industries kaufen möchte. Ich werde die Angelegenheit aber erst weiter verfolgen, wenn Zapata einsichtig wird und auf einen elektrischen Antrieb umsteigt.

Sora-e

Sora-e


Im Mai 2015 (andere Quellen: Juni) startet in Hernandarias, Paraguay, an der Grenze zu Brasilien, das Elektroflugzeug Sora-e zum ersten Testflug, das von einem Joint Venture der Firmen ACS-Indústria Aeronáutica LTDA (ACS Aviation) aus Brasilien und Itaipu Binacional aus Paraguay entwickelt worden war. Es ist das erste in Lateinamerika produzierte bemannte Elektroflugzeug überhaupt.

Die Sora-e ist ein vollständig aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen gebauter, zweisitziger Flieger mit einer Spannweite von 8 m und einem Gesamtgewicht 650 kg, der von Li-Poly-Batterien und einem 140 kW Doppel-Elektromotor der slowenischen Firma Emrax angetrieben eine Reisegeschwindigkeit von 190 km/h erreicht, bei einer Spitzengeschwindigkeit von 340 km/h. Die maximale Flugzeit beträgt eine Stunde.

Das zugrundeliegende Flugzeug, die ACS-100 Sora, war ab dem Jahr 2006 von der damals neu gegründeten ACS Aviation entwickelt worden und ist zum ersten Mal zwei Jahre später geflogen, jedoch bislang immer mit einem Verbrennungsmotor. 2010 erhielt ACS dann 500.000 $ von der Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), um ein elektrisches System für Flugzeuge zu entwickeln.


Auch über mein Lieblingsprojekt unter den elektrischen Fluggeräten, dem erstmals im Oktober 2011 erwähnten Volocopter VC200 (s.d.), gibt es in diesem Jahr Neuigkeiten – wenn auch zumeist nur indirekt. Denn wie ich in der damals geschriebenen SF-Story vorhergesagt habe, erscheinen inzwischen überall auf der Welt Nachbauten des genialen Konzepts:

Im Juni 2015 wird ein Video-Clip des niederländischen Ingenieurs Thorstin Crijns und seiner im Jahr 2012 gegründeten Firma Quadro UAS in Son en Breugel veröffentlicht, auf dem die ersten kleinen Hüpfer des Prototyps v0.2 seines Multikopters zu sehen sind, der unter dem Namen Autonomous human transport project entwickelt wird. Crijns hatte bereits mehrere kleinere Modelle gebaut, die er einfach Quadro(s) nennt.

Seine nun vorgestellte 50 kg schwere Maschine hat einen computeroptimierten Rahmen aus leichtem Aluminium und 16 separate Motoren (andere Quellen: 20), die von einem Satz Li-Io-Akkus versorgt werden. Als Kontrollsystem, und um den Kopter mit seinen vier Auslegern gerade und eben zu halten, wird ein Autopilot der Firma MultiWii eingesetzt. Die Gesamttragfähigkeit beträgt 110 kg. Auf der Homepage des Projekt werden die Berechnungen und die Entwicklung relativ detailliert beschrieben. Bereits im Juli folgt ein Clip des Prototyps v0.3. Crijns bekommt zwar viel Presse, weiter scheint sein Projekt aber noch nicht gediehen zu sein.

The Swarm

The Swarm


Im August folgt der Brite Ian F. Bennett aus Bristol, der sich ansonsten mit Gasturbinen, Mikroturbinen und Jet-Motoren befaßt (Webseite: Gas Turbine World; YouTube-Kanal: gasturbine101). Unter dem Namen The Swarm hatte der Erfinder schon im Juli 2013 einen frühen Prototypen seines Fluggeräts vorgestellt, einen Multikopter mit 12 gegenläufig drehenden Propellern, der sich aber nur wenige Zentimeter vom Boden abhebt.

In dem aktuellen Clip mit dem langatmigen Titel ,The Swarm Manned Aerial Vehicle Multirotor Super Drone Flying’ ist eine neue Version zu sehen, die dank 54 gegenläufigen Propellern mit zusammen 54 kW tatsächlich abhebt – und dies mit einem Piloten an Bord, der das Gerät per Steuerknüppel bedient, sogar richtig in die Luft steigt. Je neun Motoren sind zu einer Gruppe zusammengefaßt, so daß sich die Steuerung wie bei einem Hexakopter bewerkstelligen läßt.

Das Gefährt, das wie eine Kreuzung aus einem Schlitten und einen Helikopter aussieht, klingt wie ein Bienenschwarm und wirkt noch ein wenig wackelig. In der Beschreibung heißt es, es habe samt Pilot ein Startgewicht von 148 km, maximal könne es bis zu 164 kg tragen. Die Flugzeit soll 10 Minuten betragen. Die Haube über dem Kopf des Piloten dient vermutlich dazu, seine Augen vor herumfliegenden Rotorteilen zu schützen, falls eines der Blätter im Flug beschädigt wird.

Die Baukosten beziffert Bennett mit rund 6.000 £. Als größten Fehler bezeichnet er, daß die große Anzahl von Propellern, die mit hoher Geschwindigkeit laufen, bedeutet, daß die Netto-Drehmomentreaktion relativ niedrig ist, wodurch das Fluggerät wohl einen Heckrotor benötigt, um drehen zu können.

Snowstorm

Snowstorm


Als nächste berichten acht Ingenieurstudenten der National University of Singapore (NUS) unter der Leitung von Prof. Martin Henz und Joerg Weigl, die zunächst zwei Semester lang ein ausführliches Konzept erarbeitet sowie einem kleineren Prototyp im Maßstab 1:6 gebaut hatten, im Dezember über den erfolgreichen Erstflug ihres recht praktisch wirkenden Multikopters namens Snowstorm – der ersten in Singapur gebauten ,persönlichen Flugmaschine’.

Die Drohne für Menschen ist aus einem Aluminium-Rahmen und Kohlefasern gefertigt, besitzt 24 Propeller mit jeweils 2,2 kW und einem Durchmesser von 76 cm sowie drei Lithium-Batterien, deren Energie für eine Flugzeit von gut fünf Minuten reicht, sofern das Körpergewicht des Piloten nicht 70 kg übersteigt. Dieser sitzt unter den Propellern und über den sechs aufgeblasenen Landefüßen und steuert den Multikopter per Fernbedienung oder über automatische Flug-Modi.

Integriert sind zudem ein elektronisches Steuerungs- und Stabilisierungssystem sowie ein Energiemanagement- und Versorgungssystem. Um irgendwelche Störungen auszuschließen, arbeiten die drei Batterien mit einer Gesamtleistung von 52,8 kWh, die das Fluggerät versorgen, unabhängig voneinander. Zudem ist die Flugmaschine so konstruiert, daß sie leicht demontiert, transportiert und wieder zusammengebaut werden kann.

Bei dem gezeigten (Indoor-)Versuch sitzt allerdings noch eine Puppe in dem gesicherten Sitz innerhalb des sechseckigen Rahmens, der aus eloxierten Aluminiumbalken, Kohlefaserplatten und Rohren mit Kevlarseilen besteht. Das NUS-Team will den Snowstorm in der Folge weiterentwickelt und optimieren, wobei die Tüftler auch bereits über ein kommerzielles Produkt nachdenken.


Und um im Kontext zu bleiben: Ein weiteres Projekt, das im Oktober 2016 in den Blogs kursiert, stammt aus Südkorea und zeigt den Selbstbau-Multikopter eines leider ungenannten Studenten: ein winziges, aber dennoch offensichtlich flugtaugliches Gerät mit sechs Propellern, das sogar eine Windschutzscheibe besitzt.

Der gezeigte Vorwärts- und Rückwärtsflug geht schon recht gut, nur mit dem Wenden scheint es zu hapern. Bislang ist es mir noch nicht gelungen, nähere Details darüber herauszufinden.

Multikopter mit Benzinmotoren

Multikopter mit Benzinmotoren


Und um im Kontext zu bleiben: Im Juli 2016 erscheinen in den Blogs Berichte über den personentragenden Multikopter eines ungenannten schwedischen Ingenieurs – der für seinen fliegenden Teppich allerdings acht benzinbetriebene Hochleistungspropeller verwendet. Der auf dem Foto im Vordergrund sichtbare Akkuschrauber wird dazu genutzt, die Motoren anzuwerfen.

Wie man auf einem der veröffentlichten Video-Clips sieht (s. amazingdiyprojects.com), scheinen diese auf Drosselbefehle aber so langsam zu reagieren, daß sie bei einem Windstoß mit der Selbststabilisierung zu kämpfen haben. Als Ergebnis verliert der Erfinder die Kontrolle und das Gefährt landet im Unterholz – glücklicherweise bei einem ferngesteuerten Flug. Worauf der Enthusiast nun ebenfalls eine elektrischen Version entwickeln will.


Zeitgleich arbeitet auch ein Team aus den Niederlanden an solch einem Fluggerät. Ihr Prototyp ist eine unglamouröse, eckige Zelle aus leichten, hohlen Aluminiumstreben, mit einem kleinen Sitz und Gurten in der Mitte. Die Gruppe um Peter Dobber, die ihr System namens Sky-Hopper mehrere Monate lang in einem Hinterhof angebunden getestet hatte, veröffentlicht im Oktober das Video mit dem ersten bemannten Freiflug.

Das Fluggerät besitzt 16 Propeller, die in einem Raster angeordnet sind und per Fernbedienung gesteuert werden. Es soll relativ stabil fliegen. Die von Dobber im Juli des Vorjahres gegründete Firma Sky-Hopper KvK in Heiloo, die auch kommerzielle Bestrebungen für das Projekt zu haben scheint, plant als nächstes eine Version, die der traditionellen Helikopterform ähnlich ist, mit einer geschlossenen 1-Personen-Kabine, Landekufen und einer Reihe von Armen, die von der Oberseite der Kabine ausgehend die Motoren tragen.

Im Januar 2017 folgt ein Clip der Testflüge mit dem verkleinerten Prototyp dieses Modells im Maßstab 1:6, das mit sechs Propellern fliegt. Dem Sky-Hopper-Team zufolge habe man dann im April mit dem Bau eines Prototypen in voller Größe begonnen.

ManDrone Grafik

ManDrone (Grafik)


Ebenfalls in den Niederlanden ist Winfried Rijssenbeek mit seiner in Voorthuizen beheimateten Firma OneManDrone aktiv, die sich aus der ursprünglichen Idee des HummingMan-Projekts entwickelt hat, bei dem es um komplexere und vielseitigere Flugzeuge ging. Auf einer Open Source Basis wollten Rijssenbeek und Eko Leksono ab 2014 eine Drohne entwickeln, die für den menschlichen Transport geeignet ist und eine Nutzlast von 200 kg tragen kann (Drone4Man). Dabei wird davon ausgegangen, daß die Kosten des Prototypen ca. 20.000 € betragen werden, davon 50 % für Material und 50 % ist Arbeitszeit. Beides können in Zukunft erheblich reduziert werden, wenn es gelingt, die Fluggeräte in Serie zu produzieren. Als langfristiges Ziel werden ein Stückpreis von 5.000 € genannt.

Zwar scheint es nicht gelungen zu sein, das Projekt praktisch umzusetzen, doch Rijssenbeek hat derweil weitergemacht und erscheint z.B. auch unter dem Label Drone4agro. Dabei geht es um einen kräftigen Landwirtschafts-Oktokopter, der gemeinsam mit den Universitäten von Twente und Wageningen entwickelt wurde, sich bereits im Teststadium befindet und voraussichtlich 2017 von der Osse-Gruppe in Almelo zu einem Stückpreis von 60.000 € auf den Markt gebracht werden soll. Die 2,5 x 2,5 m große Drohne hat eine Tragfähigkeit von 150 kg und soll mit einer Tankfüllung etwa zwei Hektar besprühen können.

Varianten davon, die sich allerdings erst im Designstadium befinden, sind eine Frachtdrohne für die medizinische Versorgung, die eine lange Flugzeit haben wird und eine Nutzlast von 50 – 100 kg tragen kann, sowie eine Brandbekämpfungs-Drohne, die in Zusammenarbeit mit DPSA, einem niederländischen Unternehmen, das innovative Aerosol-Feuerlöschanlagen produziert, entwickelt wird.

Die Priorität liegt aber weiterhin bei einer manntragenden Drohne. Im März 2015 berichtet die Firma, daß man das Design abgeschlossen und nun mit dem Bau eines Prototypen im voller Größe begonnen habe. Die ManDrone sei ein persönliches Luftfahrzeug, das in der Lage ist, die Benutzer zu Orten zu bringen, die vorher nicht erreichbar waren. Im Dezember wird dann gemeldet, daß das als Konzeptnachweis bezeichnete Fluggerät fertig gebaut sei und nun getestet werde würde. Es soll bereits mit nur 8 der 12 Motoren wie eine Rakete abheben. Leider hält sich Rijssenbeek mit technischen Details sehr zurück, so sind weder Informationen über die Batterien noch über Flugzeiten, Reichweiten usw. zu finden.

Eelco Osse, Chef der o.g. Osse-Gruppe, der in der Presse als Twentes größter Erfinder bezeichnet wird, soll sich Pressemeldungen vom Januar 2017 auch mit der Entwicklung einer massiven Drohne beschäftigen, die 500 kg heben kann und damit ideal sei für die Lieferung von militärischen Gütern, für Hilfsmaßnahmen in Katastrophengebieten oder das Besprühen von Pflanzen. Bislang ist darüber aber nichts Näheres zu erfahren.


Was die Firma e-volo selbst anbelangt, so meldet diese im Frühjahr die Fertigstellung eines weiteren Prototypen auf dem Weg zur Erlangung der vorläufigen Lufttüchtigkeitsbestätigung. Dabei handelt es sich um eine komplette Neuentwicklung mit elektronischem Flugsteuerungssystem und neuem Batteriesystem.

Volocopter X2

Volocopter X2

Im November 2015 werden mit dem 2-Sitzer Volocopter VC200 im Rahmen eines Testflugprogramms die ersten unbemannten Flüge im Freien durchgeführt. Dabei fliegt der Firmengründer und Geschäftsführer Alexander Zosel den Volocopter einhändig und nur mit einem Joystick – und zeigt sich selbst extrem beeindruckt, wie einfach und intuitiv der VC200 zu steuern ist. Zudem wird der Volocopter zur Simulation von Pilotengewichten mit 120 kg Zuladung auf den Sitzen geflogen.

Im Zuge des Programms nimmt nahm das e-volo-Team auch die Höhenautomatik, die Positionsautomatik sowie die Landeautomatik in Betrieb. So bleibt der Volocopter positionsgenau und ruhig in der Luft stehen, und das auch bei Turbulenzen und Seitenwind. Zum Landen muß der Pilot nur den Höhenregler betätigen, worauf der Kopter in Richtung Boden schwebt und den Sinkvorgang in Bodennähe automatisch verlangsamt, bis zu einem sanften Aufsetzen.

Das Unternehmen, dessen zukünftige Produktpalette neben einem 1- und einem 4-Sitzer auch unbemannte Schwerlastdrohnen vorsieht, denkt inzwischen auch über eine größere Version für die kommerzielle Nutzung nach, die vier bis sechs Personen tragen könnte. Weitere Neuigkeiten gibt es dann Ende März 2016 – als der Volocopter nach über 100 unbemannten Flügen und dem (endlichen) Erhalt der vorläufigen Verkehrszulassung im Februar erstmals einen Flug mit einem Piloten an Bord absolviert.

In dem veröffentlichten Videoclip fliegt Zosel den 450 kg schweren Elektrohubschrauber auf dem Flugfeld Bruchsal mit maximal 25 km/h und in niedriger Höhe. In einem nächsten Schritt soll die Geschwindigkeit dann auf 50 km/h erhöht werden und die Höhe zunehmen, um sich langsam an die Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h heranzutasten. An dieser Stelle auch von Buch der Synergie einen herzlichen Glückwunsch zum bemannten Jungfernflug!

Ab dem Juni folgen dann weitere Flüge auf einem speziellen Testgelände in Bayern, bei dem auch verschiedene dynamische Flugmanöver im oberen Geschwindigkeitsbereich demonstriert werden. Dabei wird das unbemannte Fluggerät vom Boden aus ferngesteuert. Und genau zum Zeitpunkz dieses Uptades im April 2017 präsentiert die Firma auf der AERO in Friedrichshafen erstmals das oben abgebildete Serienmodell 2X, das nun kurz vor seiner Markteinführung steht.

Der jüngste Meldung bei diesem Update stammt vom April 2017, als zu erfahren ist, daß der Volocopter 2X von neun unabhängigen Batterien angetrieben wird, die nun auch auswechselbar sind, so daß die Serienmodell-Flugmaschine innerhalb von Minuten wieder abheben kann. Also genau so, wie ich es in der o.g. SF-Story vorausgesehen hatte.

Der 18-rotorige Kopter spielt übrigens auch in dem 2016 erschienenen Debütroman Unsterblich des Wissenschaftsjournalisten Jens Lubbadeh eine wichtige Rolle, wenn auch ohne direkte Nennung des Namens. Der SF ist insbesondere Cineasten zu empfehlen, da es in erster Linie um die als digitaler Klon ‚wiedererweckte‘ Marlene Dietrich geht.


Im Juni präsentiert auf der Paris Air Show ein internationales Konsortium ein innovatives Hybridantriebssystem (hybrid propulsion system, HPS) für bemannte oder unbemannte Leichtflugzeuge vor, das von dem italienischen Leichtflugzeugentwickler CFM Air und dem ebenfalls italienischen Hybridantriebsspezialisten Efesto (?) unter der Leitung der israelischen Firma Ashot Ashkelon Ltd. entwickelt wurde.

Konzipiert als Retrofit-Kit für die von BRP produzierten, luftgekühlten Rotax 912 oder 914 Flugzeugmotoren verfügt das ca. 30 kg schwere HPS über ein neues Getriebe, eine neue Propellerwelle, einen Stromgleichrichter sowie einen leichten, Permanentmagnet-Synchron-Elektromotor, der als Motor/Generator fungiert, der an die neue Welle gekoppelt ist. Zur Stromspeicherung gibt es eine hochleistungsfähige Lithium-Polymer-Batterie nebst Power-Management-System.

Ein gemeinsamer Betrieb der beiden Motoren erhöht die verfügbare Leistung und verkürzt damit den Startlauf. Bei der Landung kann der Elektromotor im Gegendrehbetrieb aktiviert werden und bietet eine Schubumkehr für kürzere Landebahnen. Ebenso kann er auch als Lichtmaschine für die Batterieladung und als Starter für den Hauptmotor verwendet werden.

Bei der Präsentation wird das HPS auf der Hybridversion des von CFM Air entwickelten DARDO-Leichtflugzeugs gezeigt – als optionale Sicherheitsmaßnahme, die Notfall-Fallschirm-System ersetzt, da sie den Piloten nach einer Motorabschaltung mit sechs Minuten kritischer Flugzeit versorgt, die ausreichend sein sollten, um eine Notlandestelle zu finden und alleine mit elektrischer Energie sicher zu Boden zu kommen.


Ähnlich prestigeträchtig wie die o.e. Überfliegung des Ärmelkanals ist die Alpenüberquerung, die im Sommer 2015 ebenfalls zweimal kurz hintereinander bewältigt wird.

Am 25. Juni startet in Unterwössen (Traunstein) das Elektro-Ultraleichtflugzeug Elektra One Solar von PC-Aero, über das in dieser Übersicht schon seit 2012 berichtet wird (s.d.). In rund 2,5 Stunden überquert der Solarflieger die mehr als 200 km weite Strecke über den Großglockner in die Sadt Lienz in Osttirol (Österreich).

Am 2. Juli macht sich das Flugzeug bei schwierigen Wetterbedingungen auf den Weg zurück, steigt dabei auf über 3.000 m und landet trotz Gegenwind und starker Böen nach etwa 2 Stunden und 190 geflogenen Kilometern wie geplant auf dem Flugplatz in Zell am See (Österreich).

Möglich machen das emissionsfreie und geräuschlose Fliegen 280 Solarzellen von SolarWorld auf den Flügeln sowie ein 11,5 kWh Li-Io-Akku im Rumpf der Maschine. Mit dieser Batteriegröße kommt die Elektra One Solar auf eine Reichweite von bis zu 500 km bzw. 5 Stunden. Die Zellen produzieren in der Luft etwa 30 % Prozent der zum Fliegen benötigten Energie in Echtzeit.

e-Genius Alpenquerung

e-Genius
Alpenquerung


Nur wenige Tage später (das exakte Datum wird nicht genannt, dafür aber fälschlicherweise überall behauptet, man sei der erste gewesen) fliegt der e-Genius der Uni Stuttgart, über den ich ebenfalls seit 2011 berichte, vom Flugplatz Hahnweide bei Stuttgart über die Alpen nach Italien. Bis zu dem norditalienischen Landeplatz Calcinate del Pesce werden über 320 km Distanz zurückgelegt, wobei die Gipfel in der Zentralschweiz in einer sicheren Höhe von nahezu 4.000 m überflogen werden.

Der Rückflug findet nach Aufladen der Akkus am Nachmittag des gleichen Tages statt, ist aufgrund des steilen Alpenanstiegs in der Südschweiz aber eine besondere Herausforderung. Um ausreichend Zeit für den Steigflug auf 4.000 m Höhe zu gewinnen, verläuft die Rückflugroute über den Gotthardpaß und ist mit 365 km deutlich länger als der Flug am Vormittag. Für Hin- und Rückflug werden trotz der anspruchsvollen Steigflüge nur 83 kWh an elektrischer Energie verbraucht, was dem Energieinhalt von 9,2 Litern Benzin entspricht.

Pilotiert wird das zweisitzige Flugzeug von dem erfahrenen Alpenflieger und Rekordpiloten Klaus Ohlmann, neben dem der Doktorand Ingmar Geiß sitzen darf.

Bis Ende des Jahre kann der e-Genius bereits 600 erfolgreiche Flüge verbuchen – und im Dezember bestätigt ihm die Internationale Aeronautische Vereinigung (FAI) fünf Weltrekorde, darunter die höchste Geschwindigkeit, die über eine 100 km lange Strecke erreicht wurde (178,1 km/h), die maximal erreichte Flughöhe (6.376 m) und die weiteste zurückgelegte Strecke (502,7 km). Als nächstes soll das Flugzeug in eine hybride Version umgewandelt werden.


Und so, als sei die Idee ein virusähnliches Mem, machen sich nun auch Eric Raymond und seine Frau Irena gemeinsam zu einer Alpenüberquerung in ihrem Sunseeker Duo auf. Über dieses Solarflugzeug berichte ich seit 1988 (s.d.).

Die Raymonds starten am 2. August in der italienischen Kleinstadt Voghera und fliegen zum Flughafen nach Turin, von wo es am Folgetag weiter in Richtung Schweiz geht. Dabei wird der Berg Mönch in Lauterbrunnen angesteuert und der Flughafen in Münster-Geschinen zur Zwischenlandung genutzt.

Am 7. August geht es von da aus wieder zurück nach Voghera, wobei u.a. das Matterhorn und die italienische Stadt Genoa überflogen werden. Die maximale Flughöhe während des komplikationslos verlaufenden Hin- und Rückflug beträgt 4.545 m.

E-Cavalon

E-Cavalon


Im Laufe des Sommers 2015 erlebt auch der Drehflügler E-Cavalon seinen Erstflug, die elektrische Variante des Cavalon der in Hildesheim ansässigen und 1999 gegründeten Firma AutoGyro GmbH, die sich als Weltmarktführer bei der Entwicklung, Produktion und dem Vertrieb von Tragschraubern bezeichnet, die es seit 2007 in Serie produziert.

Dieser Fluggerätetyp erhält seinen Auftrieb durch einen Rotor wie ein Hubschrauber; jedoch wird der Rotor durch den Fahrtwind angetrieben und nicht durch das Triebwerk, das zwecks Vortrieb einen Propeller dreht, wie bei einem Tragflächenflugzeug.

Der E-Cavalon, dessen Batterien von Air Energy aus Aachen stammen, erreicht bisher eine Flugdauer von 45 Minuten. Die Batterien sind in einer Schnellwechselbox eingebaut, die sowohl im täglichen Betrieb einen raschen Neustart durch Batteriewechsel ermöglichen soll, als auch die rasche Adaption verbesserter Batteriemodelle entsprechend dem technischen Fortschritt. Der installierte 80 kW Motor ist ein SMG 180 von Bosch. Ob und wann das Fluggerät in Produktion gehen wird, ist noch unbekannt.


Nachdem die niederländische Sportwagen-Manufaktur Spyker vergangenes Jahr Insolvenz anmelden mußte, meldet die Presse im Juli 2015, daß man sich mittlerweile mit allen Gläubigern geeinigt habe und die Marke Spyker demnächst wiederbeleben wird – wobei künftig neben Elektro-Sportwagen auch Flugzeuge mit Elektroantrieb geplant sind.

Zusammen mit den Investoren der Firma soll hierzu der Zusammenschluß mit dem US-Flugzeugbauer Volta Volaré aus Portland, Oregon, vorangetrieben werden. Über diesen und sein schon damals serienreifes Elektroflugzeug GT4 hatte ich bereits im März 2012 berichtet (s.d.). Das im Jahr 1880 als Kutschenhersteller gegründete Unternehmen produzierte schon einmal Automobile und Flugzeuge gleichzeitig. Letzteres war allerdings dem ersten Weltkrieg geschuldet und konnte das Unternehmen nicht langfristig auslasten, weshalb der Geschäftsbetrieb 1926 wieder eingestellt wurde.

Bisher ist aber noch nichts von irgendwelchen weiteren Entwicklungsschritten zu sehen.


Im August veröffentlicht die NASA hat die Namen der Gewinner eines von der Luftfahrtbehörde geförderten Studenten-Wettbewerbs mit dem Ziel, das ultimative voll elektrische Flugzeug der Zukunft zu entwerfen. Zu den geforderten Kriterien gehören u.a. der Entwurf als Viersitzer, eine dauerhafte Flugzeit von mindestens 575 Minuten und die Möglichkeit, über 180 kg zusätzliche Fracht zu tragen. Zudem soll das Fluggerät im Jahr 2020 in Betrieb gehen und mit Kraftstoff verbrennenden Standard-Flugzeugen konkurrenzfähig sein.

Der Sieger unter den Beiträgen von mehr als 20 verschiedenen Universitäten und Hochschulen, die alle die Wettkampfrichter beeindrucken, ist das Modell Vapor von Tom Neuman am Aerospace Systems Design Laboratory (ASDL) des Georgia Institute of Technology.

Sein computer-modelliertes Design mit zwei Schwanz-Propellern von jeweils 2,5 m Durchmesser, einem effizienten Laminar-Flow-Rumpf nebst einziehbarem Fahrwerk, um den Widerstand weiter zu reduzieren, soll eine Effizienz von 92 % erreichen. Angetrieben von einer Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) soll das Flugzeug eine Reisegeschwindigkeit von rund 280 km/h erreichen und bis zu knapp 1.500 km weit kommen.

Den ersten Platz in der Bachelor-Kategorie belegt ein konventionelles Design namens Bladessa, das von einem Studenten-Team der University of California, Davis (UC Davis) stammt, ebenso wie das Modell Areion, ein Schubpropeller-Typ mit vorwärts gerichtetem Canard-Flügel, das auf den zweiten Platz kommt. Dritter wird das Design BeamTree PH-10 von einem Team der Virginia Polytechnic Institute and State University. Was mit den Entwürfen weiter geschehen soll, ist bislang nicht herauszufinden.


Über das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wurde in dieser Übersicht schon häufig berichtet, so z.B. im Zuge der Projekte Hydrogenius (2006), Antares DLR-H2 (2009) oder Antares H3 (2010).

Im September 2015 erhält das DLR von der Flughafen Stuttgart GmbH eine Spende über 180.000 €, um die weiteren Forschungsarbeiten im Bereich des elektrischen Fliegens zu unterstützen. Dies soll den DLR-Wissenschaftler des Stuttgarter Instituts für Technische Thermodynamik unter der Leitung von Prof. Josef Kallo dabei helfen, bis Mitte 2016 ein viersitziges Flugzeug namens HY4 zu entwickeln, das ausschließlich mit einem Brennstoffzellen/Batterie-System angetrieben wird und auch für Passagierflüge eingesetzt werden kann. Die Spannweite soll 21,36 m betragen, die Länge 7,4 m und das Leergewicht (exklusive Brennstoffzelle und Batterie) ca. 630 kg.

Weitere Partner des Projekts sind die Firmen H2Fly (eine Ausgründung des DLR, welche das Flugzeug betreiben und auch den Zulassungsprozeß betreuen soll), Hydrogenics (von der die Niedertemperatur-Brennstoffzelle als Hauptenergiequelle kommt), der slowenische Flugzeugbauer Pipistrel sowie die Universität Ulm. Der Jungfernflug des HY4, das vor allem als Lufttaxi im europäischen Regionalflugverkehr Einsatz finden soll, ist für den Sommer 2016 geplant.

HY4 Jungfernflug

HY4 Jungfernflug

Der Elektromotor des Flugzeugs hat eine Leistung von 80 kW und ermöglicht eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 km/h sowie eine Reisegeschwindigkeit von 145 km/h. Die Reichweite hängt dabei von der Reisegeschwindigkeit, der Flughöhe und insbesondere von der Art des Wasserstofftanks ab. Hier gibt es zwei Varianten: entweder ein gängiger Druckwasserstofftank, der (mit vier Personen an Bord) eine Reichweite von 750 – 800 km verspricht, oder ein Flüssigwasserstofftank, dessen Neuentwicklung erst vor wenigen Wochen abgeschlossen werden konnte. Mit diesem wäre eine Reichweite von 1.500 – 1.800 km möglich.

Besonders auffallend ist das Doppelrumpfkonzept des HY4, das eine optimale Verteilung der Antriebskomponenten und insgesamt eine höhere Zuladung erlauben soll. In jedem der beiden Rümpfe haben zwei Passagiere Platz. Der ,Flugzeug-Katamaran’ mit einem Leergewicht von 630 kg und einem Maximalgewicht von 1.500 kg stammt von Pipistrel, der mit einer ausschließlich von Batterien betriebenen Version namens Taurus Electro G4 im Herbst 2011 die Green Flight Challenge gewonnen hatte (s.d.).

Ab 2017 oder 2018 sind dann Langstreckentestflüge mit Besuchen in diversen europäischen Städten vorgesehen – und als langfristige Vision schwebt den Entwicklern ein emissionsfreier 40- bis 50-Sitzer vor.

Tatsächlich findet der offizielle Erstflug des HY4, dem weltweit ersten viersitzigen Passagierflugzeug mit Brennstoffzellen-Antrieb, Ende September 2016 auf dem Stuttgarter Flughafen statt. An Bord befanden sich zwei Piloten sowie zwei Dummys, die Passagiere simulieren. Als Pilot fungiert Johannes Anton. Während der Erstflug nur wenige 100 m in die Luft führt, soll der Flieger letztlich bis zu 5.000 m aufsteigen können – schließlich will man auch testen, wie sich die Brennstoffzellen in größeren Höhen verhalten.

Joby S2 Grafik

Joby S2 (Grafik)


Im Dezember 2015 gibt es auch wieder einmal Neuigkeiten von der Firma Joby Aviation, die bereits 2009 das Design für ein elektrisch betriebenes, mit 8 ultraleichten Motoren senkrecht startendes und landendes Flugzeug vorgestellt und später gemeinsam mit der der NASA an dessen Weiterentwicklung gearbeitet hatte (s.u. LEAPTech, 2014).

Aktuell präsentiert die Firma das Design eines persönlichen, zweisitzigen, elektrischen VTOL-Pendler-Flugzeugs namens Joby S2, das 12 kippbare elektrische Propeller verwendet, die sich zu aerodynamischen Lingamformen zusammenfalten, sobald es im Vorwärtsflug seine Reisegeschwindigkeit erreicht. Mit vier zusätzlichen Propellern am dem Enden der Flügel und des V-förmigen Leitwerks, die für den Normalflug optimiert sind, kann das Flugzeug bis zu 322 km/h schnell werden. Mit den geplanten Lithium-Nickel-Kobalt-Manganoxid-Batterien betrieben, werden als Reichweite etwa 320 km angegeben.

Eine sinnvolle Idee ist auch die Verwendung von Umgebungswind, wenn das Flugzeug am Boden ist. Dies ist möglich, da jeder Propeller mit einem Elektromotor verbunden ist, der auch als Generator arbeiten und die Batterie mit etwas Windstrom aufladen kann.

Joby glaubt, daß es die S2 für einen Preis um die 200.000 $ produzieren kann, wobei die laufenden Kosten aufgrund des voll elektrischen Betriebs nur einen Bruchteil dessen betragen, was ein typischer Hubschrauber erfordert.


Zum Abschluß dieser Jahresübersicht gibt es wieder eine Zusammenfassung des aktuellen Stands bei dem größten Solarflugzeug der Welt, der Solar Impulse 2 (Si2). Ende des vergangenen Jahres hatte man geplant, die Si2 nach aus der Schweiz nach Abu Dhabi zu bringen, um von dort aus mit der Weltumrundung zu beginnen. Die Flugleitung wird in Monaco installiert.

Tatsächlich landet die zerlegte und im Bauch eines Cargolux Boeing 747 Frachtflugzeugs transportierte Si2 im Januar 2015 in der Hauptstadt der VAE, wo sie auf dem World Future Energy Summit gezeigt wird. Zudem werden Testflüge durchgeführt. Der Start soll entweder Ende Februar oder Anfang März erfolgen und die 40.000 km lange Strecke in etwa 25 Flugtagen über 5 Monate absolviert werden, wobei Landungen an 12 verschiedenen Standorten vorgesehen sind. Mit an Bord sind sechs Sauerstoffflaschen. Ein Fallschirm, ein Rettungsschlauchboot sowie Essen und Wasser für eine Woche.

Die Route beginnt in Abu Dhabi und schließt Halts in Oman ein; in Ahmedabad und Varanasi in Indien; in Mandalay (Myanmar) und in Chongqing und Nanjing in China. Das Flugzeug fliegt dann über den Pazifischen Ozean über Hawaii und stoppt in mindestens drei US-Städten, darunter Phoenix, New York City sowie einer noch nicht festgelegten Stadt in der Mitte der USA. Schließlich geht es über den Atlantik zurück nach Abu Dhabi, mit einem Zwischenstopp in Südeuropa oder Nordafrika.

Si2 über Abu Dhabi

Si2 über Abu Dhabi

Aufgrund ungünstiger Witterungsbedingungen verzögert sich der Start auf den 9. März 2015, als die Si2 mit André Borschberg am Steuer vom Flughafen al-Bateen zur ersten Flugetappe aufbricht, die sie über eine Strecke von rund 772 km bis zum Muscat International Airport im Sultanat von Oman führt. Der Flieger landet dort nach 13 Stunden und einer Minute.

Am 10. März geht es von Maskat aus weiter in Richtung Indien: Ziel der zweiten Etappe mit 1.593 km ist Ahmedabad, wo das diesmal von Bertrand Piccard gesteuerte Solarflugzeug nach 12 Stunden und 20 Minuten Flugzeit auf dem Sardar Vallabhbhai Patel International Airport landet. Damit wird der erste Weltrekord für den bislang längsten solarbetriebenen Flug aufgestellt. Die beiden Piloten wechseln sich auf den Etappen auch weiterhin ab.

Nach einem mehrtägigen Aufenthalt, um für erneuerbare Energien und saubere Technologien zu werben, führt der dritte Flug am 18. März, der 13 Stunden und 29 Minuten dauert, über 1.170 km zum Lal Bahadur Shastri Airport in Varanasi, von wo aus die vierte Etappe von 1.536 km Länge am Folgetag weiter zum Flughafen von Mandalay in Myanmar führt.

Das fünfte Teilstück von dort bis zum Flughafen Chongqing-Jiangbei im Südwesten Chinas, über eine Strecke von 1.636 km, wird vom 29. zum 30. März trotz unerwartet starken Gegenwindes in 20 Stunden und 29 Minuten absolviert, obwohl dem Flugzeug wegen eines Schadens an einer Solarzelle 2 % der sonst zur Verfügung stehenden Energie fehlen. Für die Landung in Chongqing wird dort der gesamte Flugverkehr gestoppt. Wegen schlechten Wetters muß die nächste Etappe nach Nanjing in Ostchina verschoben werden.

Mit rund dreiwöchiger Verspätung wird dann vom 20. zum 21. April der 6. Flug nach Nanjing absolviert, wobei die Strecke von 1.384 km in 17 Stunden und 22 Minuten geflogen werden kann.

Nach einem längeren Aufenthalt geht die Crew am 30. Mai die 7. und bislang längste Etappe an, die eigentlich von Nanjing aus über 9.132 km bis nach Hawaii führen soll. Eine Kaltfront zwingt den Flieger allerdings schon nach 2.942 km zum Zwischenstopp in Nagoya in Japan. Borschberg braucht für die Strecke 44  Stunden und 9 Minuten – womit einer neuer Rekord aufgestellt wird. Im Anschluß an die außerplanmäßige Zwischenlandung muß der Solarflieger allerdings repariert werden, da die rechte Tragfläche bei der Landung auf dem Flughafen von Nagoya durch den Wind beschädigt wurde.

Si2 über Hawaii

Si2 über Hawaii

Nach fast vier Wochen Wartezeit und einem abgebrochenen Startversuch, als ein Wetterwechsel das Flugzeug fünf Minuten vor dem Abheben zurück in den Hangar zwingt, startet die Si2 am 28. Juni 2015 in Japan zu der 8. und mit 8.924 km längsten und schwierigsten Etappe der Weltumrundung, der Überquerung des Pazifischen Ozeans. Der Flughafen Kalaeloa in der Nähe von Honolulu auf Hawaii wird nach 117 Stunden und 22 Minuten erreicht – also fast fünf Tagen und Nächten in ununterbrochenem Flug.

Der Flug von Japan nach Hawaii ist damit der längste ununterbrochene Soloflug aller Zeiten – und die Si2 das erste Solarflugzeug, das je den Pazifik überquert hat.

Eine bereits am ersten Tag des Flugs von Japan nach Hawaii erfolgte Überhitzung der Batterien beschädigen diese allerdings so sehr, daß sie den Weiterflug in Richtung Phoenix in den USA verhindern und die Solar Impulse 2 am Boden bleiben muß, da die Reparatur oder der Austausch mehrere Monate dauern wird. Tatsächlich geht es dann erst im April 2016 weiter.

 

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