Antares fliegt leise und sauber

DLR präsentiert Brennstoffzellenflugzeug im Hamburg

Auf dem Hamburger Flughafen stellt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt heute einen Motorsegler vor, dessen Propeller von Strom aus einer Brennstoffzelle angetrieben wird. Die Brennstoffzellentechnik soll künftig in Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen - vorerst jedoch nur für die Stromversorgung an Bord.

Am heutigen Dienstag präsentiert das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erstmals in Hamburg sein neu entwickeltes Flugzeug Antares DLR-H2 der Öffentlichkeit. Das Besondere an Antares ist sein Antrieb: Die Energie für den Motor liefert eine Wasserstoffbrennstoffzelle.

Antares DLR-H2 basiert auf einem Serienmotorsegler (Foto: DLR)

Antares basiert auf dem handelsüblichen Motorsegler Antares 20E, der mit einem Brennstoffzellenantrieb ausgerüstet wurde. An der Entwicklung waren neben dem DLR-Institut für Technische Thermodynamik die Unternehmen Lange Aviation, BASF Fuel Cells und Serenergy beteiligt. Es sei das erste von einem Piloten geflogene brennstoffzellenbetriebene Flugzeug, das einen kompletten Flugzyklus, also Start, Flug und Landung, absolvieren könne, so das DLR.

Motorsegler mit Brennstoffzelle unter der Tragfläche

Der Elektroflieger ist 7,4 Meter lang und hat eine Spannweite von 20 Metern. Brennstoffzelle und Wasserstofftank sind in zwei knapp 3 Meter langen, stromlinienförmigen Behältern untergebracht, die unter den dafür eigens verstärkten Tragflächen hängen. Die Brennstoffzelle liefert die Energie für den Antriebsstrang, zu dem Motor, Propeller und eine Leistungselektronik gehören. Die maximale Leistung des Brennstoffzellensystems beträgt etwa 25 kW, die Dauerleistung liegt etwa 5 kW darunter. Das reicht aus, um das Flugzeug auf 170 km/h zu beschleunigen. Die höchste Flughöhe liegt bei über 4.000 Metern.

Die Konstrukteure haben den Antriebsstrang so gestaltet, dass er mit einem großen Spannungsspektrum zurechtkommt. So kann der Motor im Bereich von 188 bis 400 Volt betrieben werden. Dadurch sei es möglich gewesen, die Brennstoffzelle direkt mit dem Antriebsstrang zu koppeln und auf die Spannungsstabilisierung zu verzichten. Die eingesparten Komponenten machten das Flugzeug leichter und günstiger.

Effizienter Antrieb

Die Effizienz des Brennstoffzellenfliegers sei deutlich höher als die eines Flugzeugs mit Verbrennungsmotor, erklärt das DLR. Bei der Verbrennung von Kerosin oder Diesel werden nur zwischen 18 und 25 Prozent der Energie in Vortrieb verwandelt. Die Effizienz des Brennstroffzellenantriebs betrage hingegen bis zu 44 Prozent. Die Reichweite des Flugzeugs soll 750 km betragen. Geplant ist zudem eine Version mit zwei Brennstoffzellen in vier Behältern, sogenannten Pods, die dann über 2.000 km weit kommen soll.

Ziel des DLR ist es, die Möglichkeit von Brennstoffzellen für die Luftfahrt auszuloten. Die Entwickler des DLR denken dabei jedoch weniger an brennstoffzellenbetriebene Großraumflugzeuge. Vielmehr sollen Brennstoffzellen künftig den Strom für die Bordsysteme liefern. Antares ist als Testumgebung für die Brennstoffzellenentwicklung gut geeignet, da sein Brennstoffzellensystem praktisch identisch mit dem ist, was in den Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen soll. Ein erster Airbus nutzt bereits diese Technik: Im DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 ATRA (für: Advanced Technologies Research Aircraft) ist eine Brennstoffzelle für die Notstromversorgung der Hydraulikpumpen zuständig.

Der Einsatz von Brennstoffzellen könnte die Verkehrsmaschinen leiser und vor allem umweltfreundlicher machen. Denn die mit Sauerstoff und Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle liefert als Abgas reinen Wasserdampf. Flugzeuge gelten deshalb als Gefahr für die Umwelt, weil sich ihre Abgase lange in der Atmosphäre halten.