TEIL C

Elektro- und SolarfluggerÄte

2021 (F)

Personentragende Fluggeräte (Fortsetzung)

Die in in Südwales beheimatete britische Firma GKN Aerospace ist einer der weltweit führenden Luft- und Raumfahrtzulieferer, dessen Technologie sich ebenso in der Lockheed Martin F-35 findet, wie im Boeing 787 Dreamliner oder in der neuesten Ariane-6-Rakete. Wie im Januar 2021 bekannt wird, plant das Unternehmen, dessen Geschichte bis ins Jahr 1759 zurückgeht, etwas viel Größeres als ein durchschnittliches eVTOL-Lufttaxi, wofür nun das Projekt Skybus ins Leben gerufen wird.

Die von GKN Aerospace geleitete Initiative ist Teil der Future Flight Challenge > (FFC), die im August 2019 beschrieben wurde (s.d.) und soll erforschen, ob eVTOLs für 30 – 50 Fahrgäste in Zukunft von Vertiports aus im Linienverkehr eingesetzt werden könnten, ähnlich dem heutigen Busnetz auf den Straßen, und damit den öffentlichen Nahverkehr in die dritte Dimension bringen. Die GKN leitet das Skybus-Projekt von ihrem neuen Global Technology Center in Bristol aus, die beteiligten Partner sind die Swanson Aviation Consultancy, Pascall+Watson und Connected Places Catapult.

Im Februar 2022 meldet die Firma den Abschluß der ersten Machbarkeitsstudien für ein eVTOL-Flugzeugkonzept mit sechs an den Flügeln montierten Kipprotoren und 30 Sitzplätzen. Das Skybus-Konsortium entwickelte außerdem ein Vertiport-Konzept für die Themse sowie Wirtschaftsmodelle und Nachfrageprognosen für einen innerstädtischen Einsatz in London, die nun weiter analysiert werden sollen.

Im August veröffentlicht Connected Places Catapult ein Weißbuch, in dem das Potential für Flugdienste auf Strecken von 25 – 100 Meilen mit einem größeren eVTOL-Flugzeug für 30 – 50 Passagiere zusammengefaßt ist. Der Bericht skizziert die Ergebnisse von vier mögliche Routen, die die äußeren Vororte Londons mit dem Zentrum der britischen Hauptstadt verbinden und dabei zwei kleine Flugplätze, ein Gewerbegebiet und einen Supermarktparkplatz nutzen.

Ende Januar stellt das kanadische Unternehmen Horizon Aircraft mit Sitz in Lindsay in der Nähe von Toronto, Ontario, das Design eines fünfsitzigen eVTOL-Hybridflugzeugs vor, das einen interessanten, zum Patent angemeldeten Split-Wing-Mechanismus für den Wechsel zwischen VTOL- und Horizontalflug nutzt.

Das Cavorite X5 ist ein Flugzeug im Canard-Stil mit einem großen Schubpropeller am Heck. Der große, nach vorn gepfeilte Hauptflügel und der kleinere, nach hinten gepfeilte vordere Canard-Flügel bieten ein hohes Maß an Auftrieb für Starts und Landungen auf kurzen Pisten. Die Vorder- und Hinterkanten des Flügels bewegen sich auseinander, um die darunter befindlichen Propeller freizugeben, sechs entlang jedes hinteren Flügels und zwei in jedem vorderen Flügel.

Dadurch wird das X5 zu einem selbstbalancierenden Multikopter mit 16 Rotoren, der senkrecht starten und landen kann. Im Flug schließen und verriegeln sich dann die äußeren Abdeckungen vollständig, um das X5 in ein flügelbasiertes Flugzeug mit einem besonders widerstandsarmen Reiseflug zu verwandeln.

Der Flieger führt seinen Namen übrigens auf ein von H.G. Wells erfundenes Wort zurück: In dessen 1901 erschienenen Buch The First Men in the Moon beschreibt er die von einem Mr. Cavor entwickelte Metallegierung ‚Cavorite‘, die, wenn sie gekühlt wird, die Wirkung der Schwerkraft aufhebt. Das neue Flugzeug übernimmt vergleichbare Eigenschaften, mit seiner Fähigkeit, vertikal zu schweben, bevor es wie ein normales Flugzeug vorwärts fliegt.

Das Cavorite X5 begann als ein Projekt zur Entwicklung einer modernen, hybrid-elektrischen Hochauftriebs-Frachtversion des amphibischen Republic RC-3 SeaBee Sportflugzeugs. Das Vater-Sohn-Gründergespann E. Brian und E. Brandon Robinson erkannte jedoch schnell, daß der Einbau eines vertikalen Auftriebssystems zu einem Langstrecken- und Hochgeschwindigkeits-Lufttaxi führen würde, das eine enorme betriebliche Flexibilität bieten könnte.

Mit einem LS-V8-Motor und einem relativ bescheidenen Batteriesystem an Bord soll das Cavorite X5 eine Reisegeschwindigkeit von bis zu 350 km/h erreichen und mit Fracht bis zu 500 km weit fliegen können. Später wird von einem elektrischen Antriebssystem gesprochen, das von einer Kombination aus Lithiumbatterien und einer Art Turbogenerator angetrieben wird. Das eVTOL bietet Platz für fünf Personen und genügend Raum für entsprechende Ladung. Ohne Passagiere oder Fracht erhöht sich die Reichweite auf 1.000 km.

Bislang existiert allerdings erst ein Modell mit 17 % der Originalgröße, dessen Flügelspannweite ungefähr 1 m beträgt und im Laufe der nächsten zwei Monaten in die Luft gehen soll. Anschließend will die Horizon Aircraft an einem 50 %-igen Modell arbeiten – und in zwei Jahren die ersten Tests mit der Vollversion durchführen. Die Kleinserienproduktion ist für 2024 geplant.

Im Mai 2022 wird gemeldet, daß die Horizon Aircraft mit dem Fleming College in Peterborough und der Ontario Tech University (OTU) in Toronto kooperiert, um im Rahmen eines dreijährigen Forschungsprojekts an der Konstruktion und den Prototypen von Mechanismen für das Flugzeug zu  arbeiten, um es effizienter, leichter und widerstandsfähiger gegen starke Vibrationen, Belastungen und große Lasten zu machen. Das Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada unterstützt das Projekt mit 750.000 $.

Tatsächlich kann die Firma im Juli das angekündigte Modell in halber Größe vorstellen, das den gerenderten Entwürfen sehr nahe kommt. Mit einer Spannweite von 6,7 m  und einer Länge von 4,6 m wiegt dieser Prototyp etwa 227 kg. Um genug Platz für die Propeller zu haben, sind die Flügel als eine Kohlefaser-Doppelkastenträgerstruktur ausgeführt. Als maximale Reisegeschwindigkeit werden nun 450 km/h versprochen.

Im August nimmt die Horizon Aircraft an dem HSVTOL-Wettbewerb der U.S. Air Force teil (s.u.), ohne weitere Details darüber bekannt zu geben. In den darauf folgenden Wochen und Monaten sollen dann Bodenversuche und Flugtests folgen.

Den ersten erfolgreichen Schwebeflugtest mit dem halbgroßen Cavorite X5 eVTOL-Prototyp meldet das Unternehmen allerdings erst im Januar 2023. Im April beginnen Windkanaltests mit dem Demonstrator, bei denen auch ein Übergangsflugtest absolviert wird. Als nächstes sollen nun Übergangsflugtests im Freien erfolgen.

Im August gibt die Pono Capital Three Inc., eine spezielle Akquisitionsgesellschaft, die Vereinbarung über einen Unternehmenszusammenschluß mit der Robinson Aircraft Ltd. bekannt, die unter dem Namen Horizon Aircraft tätig ist. Das daraus resultierende kombinierte Unternehmen wird als hundertprozentige Tochtergesellschaft von Pono weitergeführt.

Die 1986 gegründete Skyworks Aeronautics Corp. (früher: Groen Brothers Aviation Inc.; Groen Aeronautics Corp.; Skyworks Global), ein Forschungs- und Entwicklungsunternehmen für Tragschrauber mit Sitz in Salt Lake City, Utah (später: Chicago, Illinois) gibt im Februar 2021 bekannt, daß es von GEM Global Yield SCS eine Investitionszusage von bis zu 100 Mio. $ für eine Laufzeit von 36 Monaten erhalten habe, einem Fonds der privaten, alternativen Luxemburger Global Emerging Markets Group (GEM), sobald die Skyworks an der Börse ist – über eine SPAC-Fusion oder einen traditionellen IPO.

Das Unternehmen, das sich als „weltweit führend in der Wissenschaft und Technologie der Gyronautik“ bezeichnet, konzentriert sich auf den Entwurf und die Entwicklung von Tragschraubern und Gyrokoptern mit und ohne Besatzung, die je nach Flugzeug gasbetrieben, hybrid-elektrisch oder vollelektrisch senkrecht starten und landen können. Die neuen Mittel sollen u.a. genutzt werden, um die Entwicklung eines elektrischen Lufttaxis voranzutreiben.

Der Tragschrauber namens eGyro ist der Entwurf eines vollelektrischen Autogyro-Flugzeugs, dessen Entwicklung im Mai 2018 begann und das auf dem Hawk 5-Design sowie dem VertiJet-VTOL-Konzept der Firma basiert. Es arbeitet mit angepaßten Autobatterien als Energiequelle sowie zwei Elektromotoren, von denen einer die Rotorblätter und der andere den Schubpropeller für den Vorwärtsflug antreibt. Der eGyro wird eine Reisegeschwindigkeit von 160 km/h, eine Spitzengeschwindigkeit von 240 km/h und eine Reichweite von 50 – 160 km haben, einen Piloten benötigen und Platz für 2 – 4 Passagiere bieten.

Um die Batteriemodultechnologie an die Anforderungen des eVTOL anzupassen, hatte die Skyworks schon im Dezember 2020 eine strategische Partnerschaft mit der Mobius.energy Corp. geschlossen, einem im gleichen Jahr gegründeten Start-Up aus Tustin im Großraum Los Angeles, das eine neuartige Batteriemodul-Architektur entwickelt, die den ‚kräftigen‘ Namen Husky trägt.

Obwohl sich der eGyro erst im Planungsprozeß befindet und auch noch keine Prototypen gebaut wurden, gibt die Skyworks im Juni 2021 bekannt, daß ein Konsortium aus dem Start Up Mint Air und der Mobius.energy eine Absichtserklärung für eine exklusive Partnerschaft in Südkorea unterzeichnet und 100 Exemplare des eGyro bestellt habe – mit Optionen für weitere 100 Flugzeuge. Die Mint Air baut dort ein AAM-Servicezentrum auf (‚Advanced Air Mobility Service‘) und beabsichtigt, die eGyros in Korea zu montieren.

Im Juli folgt eine Partnerschaft mit der Firma Eagle Technologies LLC aus Newport News in Virginia, die mit der Entwicklung und Herstellung des Rotorsystems für den eGyro beauftragt wird. Außerdem wird bekannt, daß die in Portugal ansässige Akademie für Flugausbildung und Wartungszertifizierung Nortavia Transportes Aeros zehn Exemplare des eGyro erworben hat.

Im September gibt Europcar Brasilien Pläne zum Kauf von sogar 50 eGyros für den Einsatz in Brasilien bekannt, dem weltweit viertgrößten Markt für Zivilhubschrauber nach den USA, Russland und Kanada, und im November wird eine weitere strategische Partnerschaft geschlossen, diesmal mit der britischen Firma Williams Advanced Engineering (WAE), um an der Entwicklung, Herstellung und Prüfung des eGyro mitzuarbeiten. Die WAE war übrigens schon 2014 an der Konstruktion des unbemannten Höhenflugzeugs Zephyr beteiligt, zusammen mit Airbus.

Außerdem entsteht in diesem Monat ein Konsortium zur Durchführung von Komponententests und Versuchsflügen in den Jahren 2022/2023, an dem neben Skyworks die Partnerfirmen MintAir und Mobius.energy, sowie die Lotte Corporation und die Lotte Rental beteiligt sind. Lotte ist Südkoreas fünftgrößter Mischkonzern in Familienbesitz, während Lotte Rental der führende dortige Anbieter von Fahrzeugvermietungen ist.

Das Konsortium plant, die Luftmobilität nach Incheon zu bringen und wird mit dem Institute for Aerospace Industry-Academia Collaboration (IAIAC) zusammenarbeiten, einer 2016 gegründeten gemeinnützigen Organisation, die vom koreanischen Industrieministerium als Partnerschaft zwischen Incheon Metropolitan City und der Inha University finanziert wird.

Die jüngste Meldung vom April 2022 besagt, daß die GEM ihre Investitionszusage auf 200 Mio. $ erhöht hat. Über den geplanten Börsengang ist bislang aber noch immer nichts zu finden.

In diesem Zusammenhang soll noch erwähnt werden, daß es schon länger einen realen e-Gyro gibt: Im April 2013 hatte die Firma AutoGyro GmbH aus Hildesheim gemeinsam mit der Bosch Aviation GmbH (bzw. Bosch Engineering) damit begonnen, den „weltweit ersten rein elektrisch angetriebenen Tragschrauber“ zu entwickeln, der schließlich in Kooperation mit der Niedersachsen Aviation verwirklicht wurde. Er wird im April 2015 auf der AERO in Friedrichshafen vorgestellt – und kann im Juni erstmals abheben.

Angetrieben wird der eCavalon, ein modifizierte Version des Zweisitzers Cavalon, von einem 80 kW Bosch-Elektromotor, der seine Energie aus einer Lithium-Ionen-Wechselbatterie mit einer Kapazität von 48 Ah bekommt, die von der Firma Air Energy stammt. Die Flugzeit von derzeit 30 Minuten soll mit der Zeit erhöht werden. Seltsam ist nur, daß danach nie wieder etwas über das Projekt zu hören ist.

Ebenfalls im Februar 2021 und mit einer Laufzeit von 33 Monaten startet das Projekt DISPROP (DIStributed PROPulsion), bei dem elektrisch angetriebene Flugzeuge und deren Propelleranordnung im Mittelpunkt stehen. Es wird von ‚Clean Sky 2 Joint Undertaking‘, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zwischen der EU-Kommission und der europäischen Luftfahrtindustrie, mit 2,7 Mio. € gefördert, und der Verbundpartner mit dem größten Projektanteil von 950.000 € ist die Technische Universität Braunschweig.

Koordiniert wird das Projekt von der TU Berlin, zudem sind die Universität Stuttgart sowie die Stiftung Deutsch-Niederländische Windkanäle und die Leichtwerk AG beteiligt. Im Rahmen des Vorhabens soll die optimale Verteilung der von Elektromotoren angetriebenen Propeller an den Tragflügeln künftiger Verkehrsflugzeuge ermittelt werden, und welche aerodynamischen Effekte durch die Anordnung mehrerer kleiner Propeller an den Flügeln entstehen können.

Die Hauptaufgabe von DISPROP besteht darin, zwei große Propeller eines gegebenen Referenzflugzeugs durch eine Anzahl kleiner Propeller zu ersetzen, die über den gesamten Flügel verteilt sind. Dabei werden verschiedene Abstände und Positionen der Propeller untersucht und zwei Institute der TU Braunschweig studieren die Strömungen an den Propellern und Tragflügeln. So führt das Institut für Strömungsmechanik numerische Simulationen durch, um günstige Propelleranordnungen zu bewerten, während das Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen federführend bei Auslegung und Herstellung eines großen Windkanalmodells mit drei elektrisch angetriebenen Propellern ist.

Auch im deutsch-niederländischen Verbundprojekt CHYLA, das mit einer Laufzeit von 30 Monaten schon im Dezember des Vorjahres gestartet ist und mit 800.000 € ebenfalls von ‚Clean Sky 2 Joint Undertaking‘ gefördert wird, übernimmt die TU Braunschweig mehrere Aufgaben. Gemeinsam mit der Technische Universität Delft wird in diesem Projekt untersucht, wie hybrid-elektrische Antriebe in kleinen Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt bis hin zu großen Transportflugzeugen skaliert werden können.

In Braunschweig werden hierfür zum einen Simulations- und Optimierungsmethoden entwickelt, zweitens ein multidisziplinärer Rahmen für die Design-Optimierung erarbeitet, und drittens werden die Infrastrukturen analysiert, die für den Einsatz von hybrid-elektrischen Flugzeugen erforderlich sind.

Eine weitere Meldung vom Februar 2021 betrifft die erst im August des Vorjahrs gegründete Firma Aura Aerospace aus San Francisco, die einen Superkondensator für Drohnen entwickelt hat, der sich in zehn Minuten laden läßt, um beim Starten einen Energieschub zu geben, wenn Senkrechtstarter besonders viel Strom verbrauchen. Und beim Landen schenkt die Powercell genannte Innovation mehr Sicherheit.

Zudem soll die 10 kg schwere Powercell sehr langlebig sein: Während en herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku etwa 1.000 Zyklen schafft, bevor seine Kapazität nachläßt, soll der Superkondensator 250.000 Ladezyklen lang halten. Ein weiterer Vorteil ist die geringere Brandgefährdung. Außerdem  ist er kobaltfrei und besteht hauptsächlich aus Aluminiumfolie und Graphen, die nach Ende der Lebensdauer leicht recycelt und wiederverwendet werden können.

Laut Hersteller sind die Powercells vor allem als leistungsstarke, reaktionsschnelle Puffer für größere, kommerziell genutzte Drohnen gedacht, um dort mit der Kombination aus Akku, Brennstoffzelle und Superkondensator die bestmögliche Leistung zu erreichen. Dafür kostet die Powercell aber auch etwa das Zehnfache einer Lithiumbatterie: Eine 600 Wh Powercell 100kF 25V Einheit mit einer Spitzenleistung von 21,6 kW für drei Sekunden schlägt mit 7.599 $ zu Buche.

Um das Konzept des Ultrakondensator-Hybridantriebs zu demonstrieren, arbeitet Aura zudem an einem eigenen eVTOL im recht konventionellen Quadrokopter-Design. Nachdem schon im Vorfeld der Unternehmensgründung Modelle im Maßstab 1:8 (2018) und 1:4 (2019) gebaut und geflogen worden sind, folgt schließlich ein Prototyp in voller Größe, den die Firma im April 2021 erstmals öffentlich vorstellt.

Der Guardian 103 (o. G1), der als ultraleichtes Produktionsmodell bezeichnet wird, ist ein Einzelpilotenflugzeug in der Entwurfsphase, das nun einen unbemannten Abstimmungs- und Optimierungsprozeß durchläuft. Das grobschlächtige Fluggerät besitzt zwölf Motoren, die jeweils zu dritt auf vier dreieckigen Auslegern sitzen. Weitere Details und Spezifikationen wie Flugzeit und Nutzlastkapazität werden noch nicht veröffentlicht. Unter dem Namen X-21 Guardian soll später eine wesentlich größere Ausführung folgen.

Interessant ist, daß die o.e. Powercell 100kF 25V Graphene Ultracapacitor Bank Ende 2022 nur noch 2.599 $ kostet.

In diesem Zusammenhang sollte auch eine im Juni veröffentlichte und im Netz einsehbare Studie des Maschinenbauingenieurs Chao-Yang Wang und seiner Kollegen an der Pennsylvania State University unter dem Titel ‚Challenges and key requirements of batteries for electric vertical takeoff and landing aircraft‘ erwähnt werden, in der es um eine neue Art von Lithium-Batterie geht, die mit einer innovativen Hochtemperatur-Ladetechnik in nur fünf bis zehn Minuten genügend aufgeladen werden kann, um zur Energiespeicherung im Elektroflug zu dienen.

Die neue Technologie baut auf einer experimentellen Batterie auf, die die Wissenschaftler vor ein paar Jahren entwickelt und 2019 durch den Bau eines Prototyps demonstriert haben, mit dem ein Elektroauto in 10 Minuten aufgeladen werden konnte, um eine Reichweite von bis zu 480 km zu erzielen. Nun wurde die Technologie auf eVTOL-Flugzeuge zugeschnitten.

Den Forschern ist es gelungen, das Problem, daß Lithiumbatterien nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs sicher betrieben werden können, mit einer besonderen Konstruktion zu umgehen. Bislang galt, ist es zu kalt, bilden sich auf der Anode Spitzen, die als Lithiumplattierung bezeichnet werden, und wenn es zu heiß ist, wird die Batterie schnell unbrauchbar. Als Lösung erwies sich die Methode, eine dünne Nickelfolie am Minuspol anzubringen, die die Batterie innerhalb von 30 Sekunden auf 60°C aufheizen kann.

Die Batterie bleibt nur 10 Minuten lang auf dieser Temperatur, bevor sie schnell wieder abgekühlt wird, was allerdings ausreicht, um die Vorteile der höheren Ladewirkungsgrade zu nutzen, die höhere Betriebstemperaturen bieten, wobei gleichzeitig die Degradation und Lithiumplattierung vermieden werden. Experimentell kann zudem gezeigt werden, daß die neuen Batterie mehr als 2.000 Schnelladezyklen übersteht.

Ein VTOL, das hier erwähnt werden soll, obwohl es brennstoffbetrieben ist, ist das Fluggerät Jetoptera J-2000 der 2015 gegründeten Firma Jetoptera Inc. in Edmonds, Washington, welche die ersten Videos ihrer Arbeiten im Februar 2021 veröffentlicht. Die Energiequelle für den Antrieb dieser Flugdrohne – die patentierte fluidische Schubverstärkung (Fluidic Propulsive System, FPS) – ist ein Gasturbinengenerator. Allerdings soll in Zukunft auch ein Batteriebetrieb möglich werden, wenn die Energiedichte etwa 1.500 Wh/kg erreicht.

Das Fluidik-Antriebssystem funktioniert, indem eine kleine Menge Luft, die in das Flugzeug gesaugt wird, genutzt wird, um in und um die montierten Ringe ein Unterdrucksystem zu erzeugen. Ähnlich wie bei den von Dyson populär gemachten blattlosen Ventilatoren sind beim FPS keine sich drehenden Blätter zu sehen. Allerdings gibt es sehr wohl drehende Blätter an anderer Stelle im System, denn beide Geräte nutzen die Strömungsdynamik, um mit einem relativ kleinen Druckluftstrom ein viel größeres Volumen an Umgebungsluft mit hoher Geschwindigkeit anzusaugen.

Dabei wird die Luft über eine flügelförmige Oberfläche rund um den Ring zurückgedrängt, wo sie den gleichen Unterdruck entwickelt, der Flugzeugen ihren Auftrieb verleiht. In diesem Fall wird jedoch jeglicher Auftrieb durch gleiche Unterdruckzonen rund um den Ring aufgehoben, und der Nettoeffekt ist ein Niederdruckwirbel in der Mitte des Rings, der die Umgebungsluft mit großer Geschwindigkeit anzieht.

Hinzu kommt der Effekt des Mitreißens von Fluiden – die Wirbel, die entstehen, wenn der Zylinder der beschleunigten Luft, der den Ring verläßt, mit der stationären Umgebungsluft um ihn herum interagiert. Dadurch wird die Luft, die während des Fluges durch das Flugzeug gedrückt wird, durch einen aerodynamischen Kreislauf effektiv vervielfacht, und diese Konstruktionen können am Ende das 15-fache der Luftmenge ansaugen, die ursprünglich vom Kompressor durch den Ring geleitet wurde.

Nach Angaben des Unternehmens verbessert diese Art von System die Antriebseffizienz um mehr als 10 % und senkt den Treibstoffverbrauch um mehr als 50 % im Vergleich zu kleinen Turbojets. Im Vergleich zu Turbofans oder Turboprops spart es etwa 30 % an Gewicht und reduziert die Komplexität erheblich.

Anderen Berichten zufolge liefert das Fluidik-Antriebssystem etwa achtmal mehr Auftrieb als der Flügel allein erzeugen kann, und die Kombination aus FPS und USB-Flügel erzeugte etwa 30 % mehr Auftrieb als konkurrierende STOL-Flugzeugkonzepte, bei denen die Propeller über die Spannweite der Flügel verteilt sind. Zudem sei das FPS die leiseste Antriebsmethode am Himmel, die 25 – 30 dBA leiser sein soll als selbst die leisesten Rotoren und Propeller auf dem Markt.

Mit dem verteilten Antriebssystem und der neuartigen Flugzeugzelle will das Unternehmen ein hybridelektrisches VTOL-Flugzeug geschaffen haben, das effizienter, weniger komplex und mit einem maximalen Startgewicht von 907 kg (= 2.000 Pfund, der Grund für den Namen des J-2000) auch leichter ist als die bisherigen Modelle. Hinzu kommen Geschwindigkeiten von bis zu 320 km/h, eine maximale Nutzlast von 180 kg, beträchtliche Reichweiten sowie eine hohe Manövrierfähigkeit.

Der J55, ein UAV im Boxed-Wing-Design in Kombination mit einer Canard und mit einem Gewicht von weniger als 25 kg (= 55 Pfund), absolviert Mitte Januar 2018 seinen Erstflug, und schon im Juli kann die Jetoptera die Antriebstests erfolgreich abschließen.

Im September wird eine Zusammenarbeit mit der Firma GE Aviation bekanntgegeben, um gemeinsam auf der Basis der Turboprop-Triebwerks von GE Aviation ein Fluidik-Antriebssystem zu demonstrieren, das zu einem vollständig angepaßten Gasgenerator und dann zu einem Jetoptera 500 VTOL-Vollflugdemonstrator führen soll. Bereits im Oktober absolviert ein 50 kg schweres, als Prüfstand bezeichnetes Modell des Antriebssystems einen Fesselflug.

Im Mai 2019 fliegt ein vollelektrisches Modell des J-2000 im Maßstab 1:4, mit Batterien als Energiequelle, das schon bei seinem Jungfernflug eine Geschwindigkeit von 144 km/h erreicht, und im Juli absolviert dieser Demonstrator eine völlig autonome Hochgeschwindigkeits-Frachtauslieferung. Im Laufe der gesamten Flugtestkampagne mit dem Modell, das über schwenkbare Mantelpropeller verfügt, werden mehrere Schlüsselmerkmale des Flugzeugs erfolgreich nachgewiesen, darunter den Schwebeflug, Übergänge vom und zum Schwebeflug bei Geschwindigkeiten von über 160 km/h, autonome VTOL- und flügelgestützte Missionen u.a. Zudem werden der Jetoptera im Laufe des Jahres 2019 mehrere Patente erteilt.

Im Bau befindet sich zu diesem Zeitpunkt der Prototyp der J-220, einer mit einer Gasturbine betriebenen Lieferdrohne, die mehr als eine Stunde lang mit Geschwindigkeiten von über 240 km/h fliegen und Nutzlasten von bis zu 22,5 kg befördern kann. Die Drohne soll voraussichtlich im ersten Quartal 2020 fliegen. Außerdem aktualisiert das Unternehmen seine bisherige Aussage bezüglich der Geschwindigkeit: In der VTOL-Hochgeschwindigkeitskonfiguration des Flugzeugs soll das fluidische Antriebssystem demnach Geschwindigkeiten von rund 644 km/h und eine Reichweite von ebenfalls 645 km ermöglichen, bei STOL-Versionen werden eine Geschwindigkeit von gut 320 km/h und eine Reichweite von 1.930 km genannt.

Im Januar 2020 meldet die Jetoptera eine Partnerschaft mit der Firma Honeywell Aerospace, die auf die Einführung von Flüssigkeitsantriebssystemen im Verteidigungsmarkt abzielt, und im März erhält das Unternehmen von der U.S. Airforce den Auftrag, die Lärmeigenschaften des Flugzeugs zu testen und nachzuweisen – sowie auch zu beweisen, daß das fluidisches Antriebssystem in der Lage ist, „spezifische Auftriebskräfte ähnlich denen eines Flugzeugs mit Rotorflügeln zu erzeugen, jedoch ohne bewegliche Teile.“

Nach dem Erfolg von zwei früheren STTR-Verträgen (Small Business Technology Transfer Program) erhält die Firma im Mai im Rahmen des Afwerx-Programms der Luftwaffe einen STTR-Vertrag der Phase 2 im Wert von 750.000 $, um zusammen mit der University of Washington eine Windkanal-Testkampagne an einem Untermaßstabsmodell des HSVTOL-Konzeptflugzeugs namens Hedwig durchzuführen.

Viel mehr Meldungen gibt es danach nicht, und erst im August 2022 ist die Firma kurz davor, einen neuen Prototyp an die U.S. Air Force auszuliefern. In der Phase 1 der HSTVOL Challenge der Luftwaffe arbeitet Jetoptera mit den Luft- und Raumfahrtkonzernen Northrop Grumman und Pratt & Whitney zusammen, um die Machbarkeit des HSVTOL-Flugzeugs des Unternehmens zu ermitteln und das Konzept zu verfeinern.

Daneben besteht im Rahmen eines Vertrags mit der US-Armee eine Kooperation mit dem in San Diego ansässigen Unternehmen Freedom Flight Works, um noch in diesem Jahr ein mit fluidischem Antriebssystem angetriebenes Parafoil zu demonstrieren, das die Fähigkeiten des Joint Precision Airdrop Delivery System (JPADS) des Militärs verbessern soll.

Für die Zukunft ist zudem eine J-4000 mit vier Sitzen geplant, deren Demonstrationsflüge im Jahr 2025 beginnen sollen.

Im März 2021 startet die Firma Airbus ein dreijähriges Projekt mit dem Titel ASCEND (Advanced Superconducting and Cryogenic Experimental powertraiN Demonstrator), um die Auswirkungen supraleitender Materialien und kryogener Temperaturen (-253°C) auf die Leistung elektrischer Flugzeugantriebssysteme zu untersuchen.

Hierzu wird das Unternehmen in den nächsten drei Jahren einen Demonstrator entwickeln und bauen, mit dem belegt werden soll, daß ein elektrisches oder hybridelektrisches Antriebssystem, das durch kryogene und supraleitende Technologien ergänzt wird, zwei- bis dreimal leichter sein kann als ein konventionelles System, und dies, ohne daß der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs von 97 % dadurch verringert wird.

Um dieses Ziel zu erreichen, verfügt ASCEND über einen 500 kW Antriebsstrang, der aus den folgenden Komponenten besteht: Ein supraleitendes Verteilersystem, einschließlich Kabel und Schutzvorrichtung; eine kryogenisch gekühlte Motorsteuereinheit; sowie ein supraleitender Motor. Ein weiteres Ziel besteht darin, die Leistungsdichte der Antriebskette auf die für ein vollelektrisches Flugzeug erforderliche MW-Leistung zu erhöhen.

Der Demonstrator ist bei Airbus UpNext angesiedelt, einer Tochtergesellschaft, die gegründet wurde, um die Entwicklung zukünftiger Technologien zu beschleunigen. Bis Ende 2023 sollen Lösungen getestet und bewertet werden, die an Turboprop-, Turbofan- und Hybrid-Propellertriebwerke angepaßt werden könnten.

Ebenfalls im März erscheint das Kunstbuch EXPLORER: Futuristic Vehicles for Uncharted Lands des Designers Christian Grajewski aus Hannover, der darin 15 futuristischen Fahrzeugkonzepte zeigt, darunter auch einige für den Flugverkehr.

Hier abgebildet ist das VTOL-Konzept HORNET, über dessen Antriebsform leider nichts gesagt wird. Durch den um die Zentralachse des Fluggeräts rotierenden Propeller ist eine Senkrechtlandung möglich, bei der sich die um die Horizontalachse drehbare Kabine automatisch der Neigung anpaßt.

Etwa zeitgleich veröffentlicht auch der tschechische Industriedesigner und Grafiker Martin Gallo seine Vision des Individualverkehrs in den nächsten 20 - 30 Jahren - mit dem gleichen Namen HORNET (o. HORNET transportation concept).

Das Gerät ist die Verbindung von Flug- und Straßenfahrzeug, bei dem verstellbare Propellerarme und Propellerblätter für einen Flip-Antrieb auf der Straße und in der Luft sorgen sollen. Leider gibt es auch in diesem Fall über die Renderings hinaus keine technischen Details.

Eine interessante periphere Studie, die im April 2021 von Forschern der amerikanischen Texas A&M University um Darren Hartl veröffentlicht wird und im Netz einsehbar ist, geht davon aus, daß der Spalt an den Flügeln während der Landung die entscheidende Quelle des Fluglärms ist (‚Design of Shape-Adaptive Deployable Slat-Cove Filler for Airframe Noise Reduction‘). Die Studie, an der auch Wissenschaftler des NASA Langley Research Center und der Universität Bristol beteiligt waren, dokumentiert das Ergebnis einer Computersimulation mit Tausenden von Berechnungen.

Bei Fluglärm denkt man meist an das Dröhnen der Triebwerke, doch bei der Landung werden diese weit zurück gedrosselt und sind daher sehr leise – wodurch der Lärm, den die Tragflächen erzeugen, umso deutlicher wahrnehmbar wird. Diese müssen neu ausgerichtet werden, um das Flugzeug abzubremsen und auf das Aufsetzen vorzubereiten. Dabei löst sich die Vorderkante ein Stück vom Rest des Flügels und es entsteht ein Spalt, durch den Luft strömt und dadurch starken Lärm erzeugt.

Frühere Forschungsarbeiten der NASA waren bereits zu dem Schluß gekommen, daß die Windgeräusche drastisch reduziert werden könnten, wenn der Raum unter den Vorflügeln mit einer luftabweisenden Membran gefüllt würde. Diese Membran müßte flach und nicht störend sein, wenn der Vorflügel während des Fluges eingezogen wird, aber dann in einer länglichen S-Form (im Querschnitt betrachtet) herausspringen, wenn der Vorflügel zur Landung ausgefahren wird.

Für die Praxis setzt das allerdings voraus, daß die Membran während des Sinkflugs die erforderliche paßgenaue S-Form einnimmt, sich aber nach der Landung wieder in die Vorderkante des Flügels zurückzieht, was durch eine geeignete Formgedächtnislegierung erreicht werden kann.

Im nächsten Schritt soll der Ansatz über Experimente belegt werden, weshalb die Forscher bereits an verkleinerten Modellen von Flugzeugflügeln arbeiten, die mit Membranen aus der Formgedächtnislegierung ausgestattet sind. In Windkanälen soll sich dann zeigen, wie gut sich der Fluglärm durch diese Veränderung reduzieren läßt. Beim Starten werden die Flieger allerdings weiterhin Krach machen.

Die im Vorjahr von Billy Thalheimer und Michael Klinker – ehemalige Mitarbeiter der Rapid-Prototyping-Abteilung von Boeing – gegründete REGENT Craft Inc. mit Sitz in Boston, Massachusetts, kommt im April 2021 mit ihrer Ankündigung in die Presse, ein elektrisches Flugboot für den Küstentransport entwickelt zu haben – eine Art Hovercraft mit Flügeln, angetrieben von acht Propellern. REGENT steht dabei für ‚regional electric ground effect naval transport‘.

Das Seaglider Viceroy genannte Fahrzeug fliegt nur einige Meter über der Wasseroberfläche und kombiniert die hohe Geschwindigkeit eines Flugzeugs mit den niedrigen Betriebskosten eines Bootes. Dabei operiert es in verschiedenen Modi: Nach dem Verlassen der Anlegestelle fährt es zunächst mit niedriger Geschwindigkeit (~ 30 – 70 km/h) auf seinem einziehbaren Tragflächenprofil, solange es den Hafen verläßt. Sobald es dann offenes Wasser erreicht, wechselt es sanft auf seine Flügeltragfläche, zieht das Tragflächenprofil ein, hebt ab und beschleunigt auf eine komfortable Reisegeschwindigkeit von 180 km/h, wobei es innerhalb einer Flügelspannweite (andere Quellen: 1,5 – 9 m) über der Wasseroberfläche bleibt. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 290 km/h (andere Quellen: über 300 km/h).

Ähnlich wie ein Hovercraft fliegt der Seaglider auf einem dynamischen Luftkissen, das durch die unter Druck stehende Luft zwischen den Flügeln und dem Wasser entsteht. Der aerodynamische Vorteil dieses Bodeneffekts in Verbindung mit der operativen Effizienz, immer nur wenige Meter von einer sicheren Landung entfernt zu sein, verschafft dem Seaglider eine doppelt so große Reichweite wie einem Elektroflugzeug, so daß mit der bestehenden Batterietechnologie Strecken von bis zu 290 km zurückgelegt werden können, die mit Batterien der nächsten Generation auf 800 km gesteigert werden sollen.

Die Flugsicherheit wird durch ein hochmodernes, mehrfach redundantes Navigations- und Steuerungssystem gewährleistet.

Im gleichen Monat erhält die Firma eine Startfinanzierung in Höhe von 9 Mio. $ von von Caffeinated Capital, anderen Quellen zufolge durch eine Seed-Finanzierungsrunde mit acht Investoren. Vorbehaltlich der Genehmigung durch die Schiffahrtsbehörden plant REGENT, bis 2025 die ersten Passagiere zu befördern. Eigenen Angaben zufolge hat die Firma von einigen der weltweit größten Fluggesellschaften und Fährunternehmen bereits Vorbestellungen im Wert von 465 Mio. $ erhalten.

Das Unternehmen hat bislang noch keine Namen der Vorverkaufskunden genannt und auch keinen genauen Zeitplan für die Entwicklung von Prototypen, Tests, die Produktion oder die Inbetriebnahme vorgelegt, sei nach eigenen Angaben aber auf dem besten Weg, Anfang 2022 den ersten Testflug mit einem kleinen Prototyp im Maßstab 1:4 durchzuführen. Bekannt ist zudem, daß an verschiedenen Größen von Seaglidern für Passagiere gearbeitet wird.

Im Juni wird über ein neues Seeverkehrsprojekt unter der Leitung von Brittany Ferries berichtet, bei dem es darum geht, bis zum Jahr 2028 Passagiere in nur 40 Minuten über den Ärmelkanal zu befördern. Im Rahmen der vorläufigen Vereinbarung soll dann eine Flotte der batteriebetriebenen Gleiter von REGENT jeweils 150 Passagiere mit bis zu 290 km/h zwischen Portsmouth in England und Cherbourg in Frankreich befördern – sechsmal schneller als herkömmliche Fähren.

Im Oktober berichtet die Firm, daß die erste Stufe des risikobasierten Qualifizierungsprozesses für neue Technologien abgeschlossen wurde, der vom Bureau Veritas Marine & Offshore (BV) dokumentiert wird und im kommenden Jahr zu einer grundsätzlichen Genehmigung (Approval in Principle, AIP) der Entwürfe für einen 12-Passagier-Seegleiter namens Viceroy führen soll.

Ein weiterer Erfolg für die REGENT ist im Dezember die Bekanntgabe der Southern Airways Express, eine der größten amerikanischen Pendlerfluggesellschaften, eine kommerzielle Vereinbarung über die Aufnahme der Seaglidern in ihre Flugzeugflotte geschlossen zu haben. Die Southern Airways, die landesweit operiert, will ihren ersten Seaglider-Service auf die Märkte New York/New England und den Südosten der USA konzentrieren, darunter Boston, Nantucket, Palm Beach und Miami.

Die neue Partnerschaft umfaßt 20 Flugzeuge: 15 vom Typ Viceroy, die jeweils bis zu 12 Passagieren Platz bieten, sowie fünf vom Typ Monarch, die bis zu 100 Passagiere aufnehmen können. Die Transaktion mit festen Anzahlungen hat einen Wert von fast 250 Mio. $ und erhöht das aktuelle Auftragsvolumen der REGENT auf über 600 Mio. $.

Im Dezember wählt die Firma die Stadt Tampa in Florida für die Erprobung des Seagliders aus, da diese einen großen und tiefen Hafen, ganzjährig mildes Wetter, eine gut ausgebaute Hafeninfrastruktur und hilfsbereite lokale Entscheidungsträger bietet. Die REGENT hatte von den US-Aufsichtsbehörden die Genehmigung erhalten, unter den weniger strengen maritimen Vorschriften der US-Küstenwache zu arbeiten, als sie von der FAA für den Luftverkehr aufgestellt werden.

Das bedeutet u.a., daß die FAA-Vorschrift, wonach Piloten 1.500 Stunden Ausbildung benötigen – was zu einem Mangel an Tausenden von Piloten beigetragen hat, so daß in diesem Jahr Tausende von Flügen gestrichen werden mußten – hier nicht gilt.

Im Jahr 2022 wird bereits im Januar gemeldet, daß die Seaglider bei der Firma Moore Brother Co. in Bristol, Rhode Island, hergestellt werden sollen, und im Februar bekommt das Start-Up neues Risikokapital in Höhe von 18 Mio. $ von den Investoren Thiel Capital, JAM Fund, Mesa Air Group, Olive Tree Capital und Toba Capital. Die Mesa Air Group plant zudem den Kauf von 200 Exemplaren des Seaglider, die ab 2025 Drehkreuze an der US-Ostküste bedienen sollen.

Das Interesse des Investors Peter Thiel läßt sich möglicherweise damit erklären, daß er sich für das Leben auf dem Meer interessiert und als führender Befürworter der Vision zum Bau permanenter Wohnungen auf dem Meer gilt, den sogenannten Seasteads, für die sich die Seaglider perfekt eignen würden.

Noch umfangreicher ist ein Geschäft im April mit der Firma Ocean Flyer in Neuseeland, die 700 Mio. $ in die Beschaffung von 25 Seaglidern investieren will, um diese ab 2025 zu betreiben. Dabei handelt es sich um zunächst 15 der kleineren Viceroy-Flugschiffe und schließlich um zehn der 100-sitzigen Monarch-Flugschiffen, sobald diese auf den Markt kommen. Die neuseeländische Regierung begrüßt die Ankündigung, und auch die Betreiber der sieben größten neuseeländischen Häfen reagieren positiv.

Außerdem erreicht in diesem Monat der verkleinerte ferngesteuerte Prototyp, der 5,5 m lang ist und eine Spannweite von 5,5 m hat, und von dem nun die ersten Fotos veröffentlicht werden, bei den Seetests vor Tampa eine Geschwindigkeit von mehr als 70 km/h. Anscheinend aber nur auf dem Wasser, vom Flugmodus wird hingegen nichts gesagt. Der Öffentlichkeit wird der Prototyp auf der CoMotion-Konferenz in Miami erstmals vorgestellt.

Nur einen Monat später kann die REGENT eine strategische Investition durch die Hawaiian Airlines bekanntgeben, dem größten kommerziellen Fluganbieter in Amerikas einzigem Inselstaat. Die Luftlinie wird mit der REGENT zusammenarbeiten, um die 100-Passagier-Version zu entwickeln, deren Start für 2028 geplant ist.

Im Juni 2022 genehmigt die Rhode Island Commerce Corporation einen Steueranreiz in Höhe von 13 Mio. $ für die REGENT, die sich in North Kingstown ansiedeln will, um hier den Seaglider zu entwickeln und zu bauen. Der Vorschlag sieht vor, daß das Unternehmen seinen Sitz nach Rhode Island verlegt und bis 2028 hier 300 Vollzeitarbeitsplätze schafft. Das Unternehmen wird außerdem 367 Mio. $ für den Bau eines neuen Gebäudes sowie für Maschinen und Ausrüstung ausgeben. In Quonset ist der Bau eines Hangars geplant, und der Umzug soll schon nächsten Monat beginnen.

Außerdem geben die REGENT und die Pacific Current, eine Tochtergesellschaft der Hawaiian Electric Industries, bekannt, daß sie auf Hawaii ein Transportnetz für die Seegleiter entwickeln, wobei die Mokulele Airlines als erster Partner für einen voraussichtlichen Start im Jahr 2025 vorgesehen ist. Die Partner finanzieren gemeinsam eine von SMS Research geleitete Machbarkeitsstudie, um festzustellen, ob die Technologie für Hawaii geeignet ist.

Nach eigenen Angaben hat die REGENT zu diesem Zeitpunkt bereits Verkaufsoptionen im Wert von 7 Mrd. $ vorliegen; zu den potentiellen Kunden gehören neben den o.g. die in New York ansässige Fly the Whale, die Goombay Air auf den Bahamas und die kroatische Split Express.

Ende August folgt der Erhalt eines AiP von BV, das zur Unterstützung einer Basis-Vereinbarung mit der US-Küstenwache eingesetzt werden soll, und im September werden Windkanaltests mit dem Modell im Ace Climatic Wind Tunnel der Ontario Tech University abgeschlossen. Zeitgleich absolviert der Seaglider-Technologie-Demonstrator in der Narragansett Bay, Rhode Island, seine erste Flugserie – und ist damit das weltweit erste Flugzeug, das von einem kontrollierten Tragflächenprofil in den Tragflächenflug übergeht.

Die erfolgreiche Flugdemonstration des Technologie-Demonstrators im Viertelmaßstab ist der letzte Schritt zum Nachweis der Machbarkeit der Seaglider-Technologie. Die REGENT konzentriert sich nun auf die Entwicklung des Prototyps in Originalgröße mit einer Spannweite von 20 m, der Menschen tragen kann und voraussichtlich 2024 in See stechen soll.

Im April 2021 startet die US Air Force in Zusammenarbeit mit dem US Special Operations Command (USSOCOM) nd im Rahmen des AFWERX-Programms den Wettbewerb HSVTOL (High-Speed Vertical Take-Off and Landing) Concept Challenge, bei dem ein HSVTOL-Konzept zu entwickeln ist, das den Handlungsspielraum in Bezug auf Geschwindigkeit, Reichweite, Überlebensfähigkeit, Nutzlast, Größe und Flexibilität maximiert.

Berichten vom August zufolge sind 218 Vorschläge eingereicht worden, von denen die AFWERX-Jury 35 zur weiteren Diskussion auswählt, die nun vorgestellt werden. Davon konzentrierten sich 24 auf Flugzeugdesigns, die restlichen elf auf Systemtechnologien (z.B. Verbesserungen an Triebwerken, Materialien oder dem Radar). Die 35 ausgewählten Teilnehmer werden Mittel für weitere Forschung, Entwicklung und Erprobung erhalten, mit dem Potential für zukünftige Beschaffungsverträge für Produktion und Einsatz.

Die meisten der aufgeführten Unternehmen sind in den Jahresübersichten bereits vorgestellt worden, wie z.B. Bell, Jaunt Air Mobility, Jetoptera, Karem Aircraft und Talyn Air, andere hingegen nicht, da ihre Fluggeräte Brennstoff-betrieben sind, wie im Fall der Firmen JetPack Aviation (Speeder), Advanced Tactics (Barracuda), FusionFlight (JetQuad), American Aerospace Engineering (Eversor), Arctos (Black Shadow), The Albers Group (Vortex), Vox Aircraft/Raytheon Technologies und Valkyrie Systems Aerospace (HoverJet Guardian).

Bislang noch nicht behandelte Fluggeräte und Technologien gibt es aber auch. Zu diesen zählen beispielsweise die Drohnen der AirShip Technologies Group (die jedoch nichts mit Luftschiffen zu tun hat), welche mit Solarzellen und einer Wasserstoff-Brennstoffzelle betrieben werden; die Lip Wing-Technologie der Aliptera Inc.; der Cavorite X5 der Firma Astro Aerospace, ein Hybrid-elektrisches VTOL, dessen Auftriebsgebläse in Flügel und Vorflügel integriert sind; das eVTOL Venturi der HopFlyt; oder das hybrid-elektrische VTOL Vy 500 der Firma Transcend Air Corp.

Besonders interessant finde ich das noch namenlose hybridelektrische VTOL der Anfang 2019 von James Dorris, Axel Radermacher und Peter Bordes in München gegründete Firma Odys Aviation Inc. (früher: Craft Aerospace), die nach eigenen Angaben auch ganze Lufttransportnetzwerke schaffen will. Dorris war übrigens maßgeblich an der Entwicklung des Antriebssystems von Virgin Hyperloop beteiligt.

Das VTOL-Flugzeug in Originalgröße bietet Platz für neun Passagiere und bis zu zwei Piloten, hat eine Reichweite von gut 1.600 km und eine Höchstgeschwindigkeit von 555 km/h. Die Nutzlast beträgt bis zu 1.130 kg. Der Hauptrumpf  sieht einem kleinen herkömmlichen Verkehrsflugzeug sehr ähnlich, doch der vordere Flügel schließt an den Boden der Kabine an und schwingt im üblichen Winkel nach hinten. An ihren Spitzen wölben sich die Flügel jedoch nach oben und treffen auf die hinteren Flügel, die mit dem oberen Teil des Kabinenhecks verbunden sind. Auf diese Weise entsteht eine Art Kastenflügel, der von oben oder unten betrachtet die Form einer Raute hat.

Für den VTOL-Teil des Fluges verfügen die Flügel über mehrere Klappen, die sich in die vertikale Position ausfahren lassen und nach unten wölben, um den Luftstrom in einem Winkel von 75° - 85° von der Horizontalebene nach unten umzulenken und somit senkrechte Starts und Landungen zu ermöglichen. Diese neue VTOL-Technik, bei der der Luftstrom umgelenkt wird, anstatt die Triebwerke selbst zu kippen, führt zu einem wesentlich robusteren und besser kontrollierbaren Flug. Dabei dienen die 16 elektrischen Propeller, die starr nach vorne gerichtet entlang des Kastenflügels montiert sind, der Redundanz und erlauben es, die Schubkraft an jedem der vier ‚Halbflügel‘ genau einzustellen. Wenn dann vertikaler Schub erforderlich ist, ziehen sich die Klappen wider zurück, um einen effizienten Vorwärtsflug zu ermöglichen.

Darüber, wie viel Energie durch die Vektorisierung des Schubs vergeudet wird, anstatt einfach die Antriebseinheiten zu kippen, sagt die Firma nichts, die Effizienz des Systems sei aber hoch genug, daß sich diese Technologie angesichts der Verringerung der Komplexität und der Einfachheit des Übergangs durchaus lohnt.

Zur Bestätigung wird 2020 ein Demonstrationsflugzeug in verkleinertem Maßstab gebaut, und Mitte des Folgejahrs schwebt bereits ein Prototyp der fünften Generation, etwa so groß wie ein Couchtisch, dem bald darauf die sechste Generation folgt, bei der erstmals die Übergangsklappen getestet werden. Zudem ist geplant, ein einsitziges Flugzeug mit einer Spannweite von 6,6 m bauen, das im Herbst seinen ersten Flug absolvieren soll.

Wie das Unternehmen im Juli 2021 bekanntgibt, befindet sie sich in einem frühen Stadium der Flugzeugentwicklung und das endgültige Design des Serienflugzeugs steht auch noch nicht fest, wird dem oben gezeigten Flugzeug aber höchstwahrscheinlich ähnlich sein. Der Prototyp der fünften Generation, etwa so groß wie ein Couchtisch, schwebt nach dem Prinzip des angeblasenen Flügels – bislang gefesselt und nur in Innenräumen –, und die sechste Generation, die in ein paar Monaten fliegen soll, wird die Übergangsklappen einführen.

Außerdem erhält die Odys Aviation in einer Pre-Seed-Runde von Giant Ventures, Countdown Capital, Soma Capital, Y Combinator und ihrem Berater Nikhil Goel 3,5 Mio. $ – und kann eine Absichtserklärung von JSX bekanntgeben, einem unabhängigen Luftfahrtunternehmen für lokale Strecken in den USA und Mexiko, über den Kauf von 200 Flugzeugen und die Option auf 400 weitere. In kleineren Finanzierungsrunden im August und November gibt es ungenannte Summen von weiteren Investoren wie Zillionize u.a.

Im Februar 2022 meldet das Unternehmen, daß es in einer Seed-Finanzierungsrunde weitere 12,4 Mio. $ von 11.2 Capital und neun anderen Investoren eingeworben hat, mit denen eine neue, hochmoderne Produktionsanlage errichtet werden soll. Der eigentlich für dieses Jahr geplante Erstflug des Prototypen kann allerdings nicht realisiert werden, bislang werden nur im Geheimen Prototypen in kleinerem Maßstab getestet. Aber auch ein maßstabsgetreuer Prototyp (praktisch ein Einsitzer) soll noch in diesem Jahr fliegen.

Nun wird davon gesprochen, daß der Prototyp in Originalgröße 2023 fertig wird, gefolgt von der Typen- und Produktionszertifizierung im Jahr 2025. Die Auslieferung des Serienmodells würde dann 2026 beginnen. Im April 2022 verlagert das Start-Up seinen Standort zum Flughafen Long Beach in Kalifornien.

Im Mai 2021 tritt erstmals das im Jahr gegründete Start-Up Kelekona aus New York auf den Plan, das an einem bislang unbenannten Kleinbus-eVTOL arbeitet, das einen Piloten hat und bis zu 40 Fahrgäste aufnehmen kann. Angetrieben werden soll das aktuell nur digital existierende eVTOL von vier Gruppen von jeweils zwei großen, kippbaren Mantelpropellern mit verstellbaren Schaufeln, deren Energie aus einem 3,6 MWh Wechselakkus kommt, wobei sich zum Aufladen in weniger als einer Stunde der gesamte Unterboden des Flugzeugs herausrollen läßt.

Das Kelekona-Flugzeug hat einen klobigen, flachen, breiten Rumpf mit einem leicht tropfenförmigen Seitenprofil, einen so genannten Lifting-Body, der im Vorwärtsflug für Auftrieb sorgt. Der aus 3D-gedrucktem Verbundmaterial und Aluminium bestehende Rumpf ist länglich und verjüngt sich zum Heck hin. Das Flugzeug soll eine Reichweite von über 480 km besitzen und eine maximale Nutzlast von 4.536 kg tragen können. Es soll als schwere städtische Luftfrachtdrohne, als Ambulanzflugzeug und von den Streitkräften eingesetzt werden.

Die Vision des Gründers Braeden Kelekona, der schon seit fünf Jahren an seinem Projekt arbeitet, ist es, auch mittlere Strecken schnell und kosteneffizient durch den Lufttransport zu überbrücken. Für die Strecke von 531 km zwischen Los Angeles und San Francisco, für die man mit dem Auto ca. 6,5 h benötigt, will man eine Reisezeit von 1 Stunde erreichen. Auch die Strecke London – Paris will das Unternehmen in einer Stunde schaffen. Für einen 30-Minuten-Flug zwischen New York und den Hamptons soll der Preis nur 89 $ pro Ticket betragen.

Bis die Firma alle nötigen Freigaben für den Transport von Personen erhält, sollen Waren transportiert werden, wobei sich eine solche Cargo-Version bereits 2022 in die Luft erheben soll. Mit dem Bau eines maßstabsgetreuen Prototyps hat das Unternehmen begonnen, ist aktuell aber noch auf der Suche nach solventen Geldgebern. Das einzige andere ähnliche eVTOL-Massentransportprojekt, das bislang bekannt ist, ist der o.e. Skybus von GKN Aerospace.

Ebenfalls im Mai gibt der Elektroautobauer Tesla neue Informationen über den Stand des Projekts Roadster-Hypercar bekannt, dessen erste Version als elektrisch angetriebener zweisitziger Sportwagen im Jahr 2008 die gut einhundert Jahre lange Blockade von Elektromobilen gebrochen hatte - obwohl das Auto technisch als Katastrophe angesehen wurde, sogar von Elon Musk selbst.

Die 2. Generation des Roadster, dessen Prototyp erstmals im November 2017 gezeigt wurde, soll hingegen eine ,aufregende Flugmaschine’ werden, die optional mit zehn kleine Kaltluft-Raketentriebwerken von SpaceX ausgestattet ist, die nahtlos um das Auto herum angeordnet sind und diesem erlauben, in 1,1 Sekunden von 0 auf 100 km/h beschleunigen - sowie zumindest in kurzen Stößen zu fliegen. Die Kaltschubraketen werden mit Druckluft aus zwei mit Verbundwerkstoffen ummantelten Druckbehältern versorgt, deren Luft aus der Atmosphäre durch einen Kompressor verdichtet werden. In einem Tweet schreibt Musk: „This will actually be able to fly very briefly. I always laughed at flying cars & now making one. Fate  irony haha.“

Der Produktionsbeginn des mit ca. 200.000 $ bezifferten Autos, der ursprünglich schon 2020 erfolgen sollte, wird allerdings auf ein unbekanntes Datum verschoben.

Anfang Juni 2021 wird in den Blogs ein neuer Entwurf des italienischen Designers Pierpaolo Lazzarini vorgestellt, der uns bereits 2017 mit seinem  Konzept des Hover Coupè sowie des runden, zweisitzigen Multikopters IFO begegnet ist – aber auch mit dem Elektro-Freizeitboot SeaJet Capsule (2011) sowie mit einer mobilen, selbstversorgenden Insel namens UFO (2016).

Der aktuelle Entwurf ist die Blaupause für ein Amphibienfahrzeug namens Stratosfera, das sich auf dem Wasser, an Land und sogar in der Luft fortbewegen kann. Nach Angaben des Designers  befinden sich auch U-Boot- und Schneekatzen-Varianten des Fahrzeugs in der Entwicklung.

In der Ausführung als Wasserfahrzeug für zwei Personen trägt das Fahrzeug den Namen Stratosfera Aquatica und hat ein kugelförmiges Design mit einem Durchmesser von 1,65 m. Die Kugel ist aus ultraleichtem Kohlefasermaterial gefertigt, und im Wassermodus liegt ihr Schwerpunkt sehr niedrig, da die Batterien im unteren Teil des Objekts untergebracht sind. Angetrieben wird die Gondel von zwei 150 PS Elektrotriebwerken, die sie mit einer Geschwindigkeit von 30 Knoten auf einem Tragflächenprofil hoch über dem Wasser vorwärts treiben; wird die Geschwindigkeit gedrosselt, setzt die Gondel auf der Wasseroberfläche auf.

Im Flugmodus paßt sich der Stratosfera Volatile den Eigenschaften eines Quadrokopters an und fliegt mit einer Geschwindigkeit von 250 km/h als eVTOL oder kann für den solarbetriebenen Flugmodus eingerichtet werden. Unter den vielen Grafiken, die nun veröffentlicht werden, sind auch einige, bei denen die Gondel an einem Solar-Ballon hängt, der sie weit hoch über die Wolken hebt. Das Unternehmen Jet Capsule plant, das Stratosfera bis Mitte 2022 als Open-Source-Projekt zu veröffentlichen.

Ein weiteres Design, das in diesem Monat gezeigt wird, ist zumindest äußerlich genau das Gegenteil des obigen Stratosfera. Das fliegende Wohnmobil des Automobildesigners Marcelo Aguiar ist eine Lounge-Kabine namens Polestar Air.V, die für futuristische Outdoor-Camping-Bedürfnisse entwickelt wurde und bei der es nicht nur um den Transport von Personen geht, sondern vielmehr um das gesellige Beisammensein mit nahestehenden Menschen, während man mit höchstem Komfort zum nächsten Ziel fliegt.

Zum Hintergrund des Namens: Polestar ist ein börsennotiertes Joint-Venture der Automobilhersteller Volvo Car Corp. und Geely, das seit 2017 auch als Eigenmarke für Hybrid- und Elektroautos etabliert ist.

In dem kastenförmigen Äußeren des Polestar Air.V versteckt sich eine schützende Hülle, die die luftige Kabine umschließt und natürliches Licht von der Front, den Seiten und dem Dachfenster ins Innere läßt. Das futuristische Wohnmobil wird von vier „technologisch fortschrittlichen Mikroreaktoren“ angetrieben, wodurch es einem Quadrokopter ähnelt, ohne daß es diesbezüglich irgendwelche technischen Details gibt. Wenn es am Boden steht, zieht es die Flügel ein und erhält so einen minimalistischen Charakter, der in den Kommentaren mit einer Waldhütte verglichen wird.

Im Inneren verfügt der Polestar Air.V über einen Lounge-Bereich, eine Küche, ein kleines Schlafzimmer, einen Waschraum und einen Zugang zum Balkon. Zudem gibt ein Steuerstand mit zwei Pilotensitzen, die im Flugmodus in erhöhter Position dem Fenster mit den Bedienfeldern zugewandt sind. Es ist allerdings fraglich, ob das Design jemals in die Praxis umgesetzt wird.

Im Februar 2022 erscheint die Polestar ein weiteres Mal in den Blogs, als Aguiar, Chefdesigner beim Elektroauto-Startup UNITI Schweden, mit dem Polestar Duo das Konzept eines mobilen Fahrzeugs vorstellt, das autonome Drohnentechnologie mit einem hybriden, modularen ‚Gebäude‘ kombiniert, um schnelle Notfallhilfe zu leisten. Der im Vorjahr für den Polestar Design-Wettbewerb entworfene Polestar Duo sieht aus wie ein multifunktionaler Schiffscontainer, der mit Hilfe von Drohnen unterwegs ist.

Er kann als Rettungsfahrzeug eingesetzt werden, als Pop-up-Struktur, als temporäre Unterkunft, als Unterstützung in humanitären Krisensituationen – oder als mobiles, netzunabhängiges Haus, das einen mobileren Lebensstil ermöglicht.

Die integrierte Drohnentechnologie besteht aus Zwillingsflügeln mit jeweils einem Paar Propeller, die sich erst vor dem Start entfalten und den den Pod des Polestar Duo tragen, indem das Dach des Pods an der Basis der Drohne befestigt wird. In schwer zugänglichen Gebieten werden hochfeste Seile eingesetzt, die den Pod an der Basis der Drohne aufhängen. Die Zwillingsflügel sollen sich zudem als kleine Windkraftanlagen einsetzen lassen. Über die Graphiken hinaus scheint der Entwurf aber nicht weiter verfolgt worden zu sein.

Spektakulär wirkt auch der australische Elektrokopter-Rucksack, der in diesem Monat seinen ersten bemannten Flug macht. Das CopterPack genannte Fluggerät wirkt etwas sperrig, sieht aber auch erstaunlich stabil und steuerbar aus. Es besitzt zwei ziemlich große Rotoren mit Durchmessern von etwa 90 cm, die über Kohlefaser-Rohre mit einem Rucksack mit starrem Rahmen verbunden, an dem einige Lithium-Ionen-Akkus und ein Paar flache Armlehnen mit Handsteuerungen angebracht sind.

Um sich selbst zu stabilisieren und zu steuern, werden die Rotoren verdreht, um den Schub zu lenken. In dem aktuell veröffentlichten, gut eine Minute langen Video hebt der Pilot stabil und kontrolliert ab, steigt über einem Strand weit in die Höhe und demonstriert dann mit einigen scharf wirkenden Kurven die Vorwärts- und Seitwärtsbewegung des Copterpacks sowie die Giersteuerung, bevor er sehr sanft wieder aufsetzt. Dem australischen Unternehmen CopterPack zufolge kann ein integrierter Autopilot den Piloten bis zu 15 m hoch in die Luft heben.

In den Kommentaren wird auf den von 55 Jahren erschienen James-Bond-Film Thunderball Bezug genommen, in dessen Eröffnungssequenz der verstorbene Sean Connery einen Raketengürtel von Bell Aerosystems anlegt und von einem Schloßdach abhebt, um feindlichen Agenten zu entkommen, was die Weltöffentlichkeit erstmals für das Konzept eines Düsenanzugs begeisterte.

Weitere technische Details werden nicht bekanntgegeben, was Nick Adams, einen Luftfilmemacher aus den USA (YouTube-Nutzer Parallax), dazu veranlaßt, das Video genauer unter die Lupe zu nehmen. Dabei entdeckt es Beweise dafür, daß ein Halteseil herausgeschnitten wurde, das vielleicht nur eine grundlegende Sicherheitsmaßnahme war. Die Homepage der Firma wird daraufhin um die Angabe ergänzt, daß sich der CopterPack in einem frühen Entwicklungsstadium befindet – und daß es sich bei dem kürzlich durchgeführten Flugversuch des Prototyps der zweiten Generation um einen Fesseltest gehandelt habe, um die Flugdynamik und die Stabilisierung zu bewerten.

Das CopterPack kommt im September 2022 wieder in die Presse, als die Firma bekannt gibt, daß sie bereits Vorbestellungen entgegen nimmt. Die nun gezeigte Version besitzt helle, weiße LEDs, ihre Rotoren sind aber noch immer offen und haben keine Abdeckungen an der Ober- oder Unterseite.

Allerdings würde sich das Gerät noch immer in der Entwicklung befinden, wobei die potentiellen Kunden Updates zum Schutz des Piloten und Leistungsverbesserungen erwarten können, bevor das CopterPack in begrenzter Stückzahl produziert wird. Weitere Informationen gibt es bislang nicht.

Weiter mit den Elektro- und Solarfluggeräten 2021 ...