Generation Hybrid
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Airbus läuft sich für neues Flugzeugprogramm warm

TOULOUSE - Airbus stellt die Weichen für die nächste Generation von Flugzeugen im Standardrumpfformat: innerhalb der nächsten zehn Jahre will Airbus ein neues Programm in Angriff nehmen. Die Zeichen stehen auf Hybrid. Mark Cousin, Airbus Head of Flight Demonstrators, erklärt aero.de, warum.

Daran, dass Airbus in absehbarer Zukunft die Entwicklung eines neuen Modells angehen wird, hegt der Chef der Flight Demonstrator-Abteilung, Mark Cousin, kaum Zweifel. Ein Wettrennen zwischen technologischem Fortschritt und Zeit wird dabei über den Serieneinsatz der Hybrid-Technologie entscheiden.

E-Fan X-Kooperation: Frank Anton (Siemens), Mark Cousin (Airbus), Paul Stein (Rolls-Royce) (von links)
E-Fan X-Kooperation: Frank Anton (Siemens), Mark Cousin (Airbus), Paul Stein (Rolls-Royce) (von links), © Airbus

Gemeinsam mit den Partnern von Rolls-Royce und Siemens treibt Cousin derzeit das E-Fan X-Projekt voran, das Entwicklung und Praxistests eines Hybridantriebs für Verkehrsflugzeuge zum Ziel hat.

Herr Cousin, bitte geben Sie uns einen kurzen Überblick über das E-Fan X-Projekt.

Mark Cousin: Das E-Fan X-Projekt ist ein Programm, das wir vergangenes Jahr gemeinsam mit unseren Partnern Rolls-Royce und Siemens ins Leben gerufen haben. Wir bauen dafür einen einzigen Demonstrator.

Ziel des Programms ist es, ein hybrides Flugzeug zu entwickeln, in dem wir eine der Gasturbinen durch einen Motor ersetzen, der mit einem elektrischen Antrieb funktioniert. Im Rumpf gibt es eine Rolls-Royce Gasturbine mit einem integrierten Generator, der Energie erzeugt, wenn sie gebraucht wird.

Außerdem gibt es im Rumpf eine große zwei-Megawatt-Batterie, die eine alternative Energiequelle für den Motor bietet. Wir nennen das serielles Hybridsystem – nicht, weil wir denken, dass so die erste Produktanwendung aussehen wird, sondern weil es die Konfiguration ist, mit deren Hilfe wir in unserem Zweijahrestakt am meisten lernen können.

Der Demonstrator ist also nicht als Produkt an sich gedacht. Er soll ein Vehikel dafür sein, die kritischen technischen Themen, die Teil des Hybridantriebs sind, voranzubringen. Wir wissen, dass wir diese Technik in Zukunft brauchen werden.

Bitte gehen Sie ein bisschen ins Detail – wie wird der Demonstrator beschaffen sein?

Cousin: Der Demonstrator wird um drei zwei-Megawatt-Elemente herumgebaut: einen zwei-Megawatt-Generator, eine zwei-Megawatt-Batterie und ein zwei-Megawatt-Antriebssystem.

Das elektrische Antriebssystem wird also ein zwei-Megawatt-Motor unseres Partners Siemens sein, der eine Fan-Konfiguration antreibt, die auf einem bereits vorhandenen Rolls-Royce-Triebwerk beruht. Er wird Schub über den vom Elektromotor angetriebenen Fan erzeugen. Das nennen wir elektrisches Antriebssystem.

Die Batterie wird im Rumpf des Flugzeugs sitzen – es wird bei Weitem die größte Batterie sein, die je in einem Flugzeug geflogen wurde. Diese Technologie müssen wir noch entwickeln.

Das dritte Element dieses Antriebs kommt von unserem Partner Rolls-Royce: eine Gasturbine mit einem integrierten Generator, der teilweise in den Kompressor der Gasturbine integriert ist.

Das ist der Weg, auf dem wir die Hybridtechnologie in Zukunft sehen. Rolls-Royce nutzt das E-Fan X-Projekt als Testfeld. Wir können aber nicht alles am Boden testen – deswegen entwickeln wir den Demonstrator.

Wir erhoffen uns davon entscheidende Erkenntnisse darüber, wie wir Funkenbildung und Kurzschlüsse verhindern können und wie wir es schaffen, ein Hochspannungssystem sicher in ein Flugzeug zu integrieren.

Wie groß wird der Demonstrator sein?

Cousin: Der Demonstrator basiert auf einem RJ 100 Flugzeug, das Platz für hundert Sitze bietet. Nur um eine Vorstellung zu haben: der zwei-Megawatt Elektromotor, den wir entwickeln hat etwa die Größe eines Antriebssystems, das wir bei einem 40-Sitzer Turboprop finden würden.

"Die Technologie könnte auch in parallelen Hybridsystemen zum Einsatz kommen"

Vermitteln diese Zahlen bereits eine Idee von den Marktperspektiven der E-Fan X – Kooperation mit Siemens und Rolls-Royce – wollen Sie vielleicht einen hybriden Hundertsitzer bauen?


Cousin: Wir haben noch keine ausgereifte Produktabsicht. Unser Ziel besteht darin, eine Hybridtechnologie zu entwickeln, die in einem kleineren Flugzeug Anwendung finden könnte. Aber wie Sie wissen baut Airbus keine Flugzeuge, die kleiner sind als 150-Sitzer.

Die Technologie könnte aber auch in sogenannten parallelen Hybridsystemen zum Einsatz kommen, wo es einen Generator zwischen der Gasturbine und dem Fan der traditionellen Gasturbine gibt, in den man Energie einspeisen oder dem man Energie entnehmen kann – abhängig von der Flugphase.

Wir wissen noch nicht, wo die Technologie zuerst angewendet wird. Wir entwickeln eine Technologie, die in Flugzeugen unterschiedlicher Größe angewendet werden könnte – inklusive eines möglichen zukünftigen Standardrumpfflugzeugs.

Könnte die CSeries eine Plattform für diese Technologie sein?

Cousin: Für einen reinen elektrischen Antrieb ist die CSeries noch zu groß. Weder bei der CSeries noch bei der A320 sehen wir kurzfristig einen reinen elektrischen Antrieb. Wohl aber einen Zwischenschritt der Hybridisierung der traditionellen Gasturbine.

E-Fan X Infographik
E-Fan X Infographik, © Airbus

Ist diese Technologie mit Ihrem aktuellen Portfolio an Flugzeugen kompatibel?


Cousin: Wir glauben fest daran, dass unsere Standardrumpfflugzeuge im Jahr 2030 Hybride sein werden. Die Technologie ist in dem Sinne kompatibel, dass wir wahrscheinlich einen Energiespeicher, Batterien, im Rumpf haben werden und einen Motor, der in den traditionellen Motor integriert ist.

Wir würden nicht erwarten, diese reine serielle Hybridarchitektur, die wir beim E-Fan X benutzen, in diesen Flugzeugen zu sehen – aber wir erwarten einen Fortschritt hin zum Hybridantrieb. Das ist eine der kommenden Technologien, in der wir das Potenzial sehen, Spritverbrauch und Umweltbelastung zu senken.

Sie sprechen davon, eine neue Technologie an bereits existierende Flugzeuge anzupassen. Aber halten Sie es auch für möglich, dass diese Technologie einen Wandel im Flugzeugdesign einläutet?

Cousin: Ja. Ich denke, wenn wir Fortschritte hin zu reinen elektrischen Antriebssystemen oder seriellen elektrischen Antriebssystemen wie dem machen, das wir beim E-Fan X testen, ist es sicher, dass die Flugzeugrahmen anders aussehen werden als heute.

Könnten Sie uns einen Zeitrahmen dafür geben, ab dem größere Flugzeuge die Hybridtechnologie im Alltag nutzen könnten?

Cousin: Wenn wir zum Beispiel einen hybridelektrischen Antrieb in unsere Standardrumpfflugzeuge integrieren, bei dem wir einen Energiespeicher und einen Motorengenerator, der in die Gasturbine integriert ist, an Bord haben, wird sich die Konfiguration des Flugzeugs im Vergleich zu heute vermutlich nicht zu sehr unterscheiden.

Ich denke, diese Konfiguration könnte zwischen 2025 und 2030 möglich sein.

Denken Sie, dass zum Beispiel der E-Fan X sein volles Potenzial in einem schon existierenden Flugzeug entfalten könnte, bräuchte man also kein neues Flugzeug für diese Hybridtechnologie?

Cousin: Die Technologie, die wir beim E-Fan X entwickeln, hat die Fähigkeit, selbst für existierende Flugzeuge einen Nutzen hinsichtlich der Hybridisierung zu bringen – sie müssten aber mit neuen Motoren ausgestattet sein, das System müsste angepasst werden und so weiter.

Ja, es ist möglich, dass wir eine Fortentwicklung aktueller Flugzeuge sehen, indem wir dort die Technologie anwenden, die wir beim E-Fan X verwenden.

"An einem gewissen Punkt in den kommenden zehn Jahren werden wir wahrscheinlich eine neue Generation von Standardrumpfflugzeugen starten"

Aber könnte es nicht sein, dass diese Technologie in einem neuen Flugzeug, zum Beispiel in einem Hundertsitzer, noch mehr Vorteile bringt?


Cousin: Ja sicher. Wenn man ein neues Flugzeug entwirft, holt man aus der neuen Technologie mehr heraus, als wenn man sie an eine bereits existierende Konfiguration anpasst.

Denken Sie, das wäre für Airbus in naher Zukunft eine Option?

Cousin: Das ist sicher möglich. Ich meine, an einem gewissen Punkt in den kommenden zehn Jahren werden wir eine neue Generation von Standardrumpfflugzeugen starten.

Diese Hybridtechnologie kann sehr wahrscheinlich an diesem neuen Standardrumpfflugzeug eingesetzt werden. Wir wissen es heute noch nicht. Wir befinden uns in der frühen Entwicklungsphase dieser Technologie und sind dabei, ihren Reifegrad zu verstehen.

Inwiefern diese Technologie in die nächste Generation von Flugzeugen integriert wird und inwiefern sie sie beeinflussen wird, hängt in gewisser Weise davon ab, wie schnell sie sich entwickelt.

Manche Komponenten dieser Technologie entwickeln sich ausgesprochen gut – sie verdoppeln alle paar Jahre ihre Werte. Wenn es so läuft, ist die Möglichkeit, etwas sehr anderes in ein neues Flugzeug zu integrieren, wesentlich größer, als wenn die Technologie sich langsam weiter entwickelt.

Boeing und Zunum Aerospace arbeiten auch an einem Hybrid. Denken Sie, dass Sie die gleichen Ziele verfolgen?

Cousin: Ja, ich denke, dass wir die gleiche Technologie entwickeln, auf die sie sich für das Zunum-Konzept verlassen. Aber wir haben einen etwas anderen Ansatz. Wir bei Airbus haben uns noch nicht dazu entschlossen, ein kleines, elektrisch betriebenes Flugzeug zu bauen wie sie.

Wir wollen uns zuerst darauf konzentrieren, die Technologie zu entwickeln und auszufeilen und dann den Markt für diese Technologie verstehen. Denn sicher hat sie positive Effekte für Umwelt und Wirtschaftlichkeit, aber für die Airlines müssen solche Flugzeuge mit der Wirtschaftlichkeit der heutigen Flugzeuge mithalten können.

Herr Cousin, wir danken Ihnen für dieses Gespräch.

Lesen Sie hier das Interview im englischen Original
© aero.de (boa) | Abb.: Airbus | 23.03.2018 13:19

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Beitrag vom 31.03.2018 - 16:11 Uhr
Hier geht es doch um einen Technikträger und nicht um ein Flugzeug, mit dem man Passagiere transportieren will.
Für Airbus wäre es das erste voll elektrische Flugzeug (mit Strom von einem an Bord befindlichen Generator und einem "dicken" Akku).
Airbus und die Partner dürften schon ermittelt haben, was eine entspreche Simluation (iron Bird, Standläufe am Boden, Computerprogramme für die Systemsimulation) kosten könnten.
Beitrag vom 31.03.2018 - 15:18 Uhr
Fazit: Hybrid- oder Akkuflugzeuge machen genauso wenig Sinn wie Atomautos und egal ob man es schafft aus der Technologie noch ein bisschen was rauszuquetschen.

Aber sicher "man weiß ja nie" ist echt ein Argument und das insbesondere gegenüber prinzipbedingten Eigenschaften einer Technologie.
Der Wirkungsgrad eines Hybridsytems kann natürlich irgendwann bei 100% der Ausgangsleistung liegen genauso wie Atomreaktoren eines Tages keine Kühlung mehr brauchen werden.

Lustig wie immer öfter mit "aber das iPhone" argumentiert wird weil man einfach keine Argumente für oder gegen etwas hat und Umweltschutz ist sowieso Universalargument für und gegen alles.
Beitrag vom 28.03.2018 - 22:44 Uhr
Es gibt Leute denen ich vertraue welche sich im Bereich Metallorganik und theoretischen Chemie sehr sehr gut auskennen und welche sagen das es im Bereich der Grundlagenforschung nichts gibt was die Hoffnungen auf die Akkus der Zukunft erfüllen könnte.
Und selbst wenn: in den 70gern wurde an der TUM Pionierarbeit im Bereich Metallorganik geleistet und erste Prototypen eines Li-Ionen Akkumulators konstruiert und wie lange hat das gedauert bis zum relativ leistungsfähigen Akku im Tesla - sehr lange.

Wie richtig gesagt wurde: man kann Gasturbine und Akku schlecht vergleichen: bei diesen ganzen Ingenieursfragen (=Mechanik) kann man viel schnellere, bessere Lösungen erwarten da die Konstrukteure von viel mehr Erkenntnisgewinnen (Chemie, Physik, Simulation) profitieren können wohingegen beim Akku nur einzelne Bereiche der Chemie u. Physik eine Rolle spielen, Pech gehabt wenn da kein Forschungsfortschritt ist.


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