Airbus E-Fan 2.0: Elektromobilität geht auch in der Luft
Umweltfreundlicher, günstiger und leiser als herkömmliche Flugzeuge: Flugschüler könnten künftig elektrisch das Fliegen erlernen. Der europäische Luftfahrtkonzern Airbus Group will ein serielles Kleinflugzeug bauen, das mit Elektromotoren angetrieben(öffnet im neuen Fenster) wird. Das Ziel des Konzerns sei, die Technologien für zukünftige Regionalflugzeuge mit Hybridantrieb zu schaffen, sagt Detlef Müller-Wiesner, der die Entwicklung der Elektroflieger bei der Airbus Group leitet, im Gespräch mit Golem.de. Deshalb sei es wichtig, den Forschungsbereich zu verlassen und frühzeitig kleinere Produkte auf den Markt zu bringen.
Airbus ist nicht das einzige Luftfahrtunternehmen, das elektrisch fliegen will: Einige haben schon Flugzeuge mit Elektromotoren auf den Markt gebracht. Zwei Schweizer Piloten umrunden derzeit mit einem Solarflugzeug den Erdball. Flugzeugkonstrukteure brüten bereits über Konzepten für Verkehrsflugzeuge mit Elektroantrieb.
Ein Luftschiff fliegt elektrisch
Doch die Idee, mit einem Elektroantrieb zu fliegen, ist schon fast anderthalb Jahrhunderte alt. 1884 flogen die Franzosen Charles Renard und Arthur C. Krebs mit ihrem Luftschiff La France, das von einem Elektromotor mit einer Leistung von 6,25 kW angetrieben wurde. Dabei gelang es ihnen erstmals, mit einem Luftschiff zu starten und am Ende des Fluges wieder zum Ausgangspunkt zurückzukehren und dort zu landen. Es war der erste vollständig gesteuerte Flug eines Luftschiffs, und er war elektrisch.
Nun ist zwar ein Luftschiff kein Flugzeug - es ist leichter als Luft. Das erste elektrische Flugzeug ist aber auch schon über 40 Jahre alt: Am 21. Oktober 1973 startete der Österreicher Heino Brditschka mit der Brditschka MB-E1 zum ersten bemannten Flug mit Elektroantrieb(öffnet im neuen Fenster) . Die MB-E1 basierte auf dem Motorsegler Brditschka HB-3(öffnet im neuen Fenster) , den Motorsegler Heinrich Brditschka, der Vater des Piloten, entworfen und dann zum Elektroflugzeug umgebaut hatte. Der Motor hatte eine Leistung von etwa 10 kW, als Energiespeicher diente ein Nickel-Cadmium-Akku.
Der Elektroflug geht ins Guinness-Buch ein
Über die Dauer des Fluges gibt es unterschiedliche Angaben. Zwischen 9 und 14 Minuten soll Brditschka in der Luft geblieben sein. Der Flug im Herbst 1973 - 70 Jahre nach dem ersten Motorflug(öffnet im neuen Fenster) - brachte dem jungen Österreicher jedenfalls einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde.
Inzwischen gibt es eine Reihe von Elektroflugzeugen zu kaufen. Das slowenische Unternehmen Pipistrel(öffnet im neuen Fenster) etwa bietet sein Kleinflugzeug auch mit Elektroantrieb an. Wattsup(öffnet im neuen Fenster) ist 6,5 Meter lang und hat eine Spannweite von 10,5 Metern. Der Elektromotor hat eine Leistung von 50 Kilowatt (kW), die Akkus ermöglichen eine Flugdauer von einer Stunde mit einer Reserve von einer weiteren halben Stunde.
Elektra One Solar fliegt mit Sonnenenergie
Wattsup ist auf die Akkus als Energiespeicher angewiesen. Das Unternehmen PC Aero(öffnet im neuen Fenster) aus Nesselwang im Allgäu hat das Elektroflugzeug Elektra One Solar zusätzlich mit Solarzellen ausgestattet.
Das einsitzige Flugzeug hat eine Spannweite von 11 Metern und wiegt 200 Kilogramm, wovon die Akkus die Hälfte ausmachen. Tragflächen und Rumpf sind teilweise mit Solarzellen ausgelegt, die Fläche beträgt etwa 6 Quadratmeter. Angetrieben wird das Flugzeug von einem Elektromotor mit einer Maximalleistung von 16 kW.
Solarzellen verlängern die Flugzeit
Die Solarzellen dienen allerdings nur als Range Extender. Das Flugzeug nimmt im Horizontalflug etwa 2,5 kW auf. Die Solarzellen liefern nur etwa 1 kW. Der Rest der elektrischen Leistung kommt aus den Akkus. Über acht Stunden Flugzeit soll die Kombination ermöglichen, die Reichweite von Elektra One Solar gibt der Hersteller mit etwa 1.000 Kilometern an.
Elektra One Solar fliegt aber trotzdem mit Solarenergie: Der Anhänger, in dem das Flugzeug transportiert wird, ist gleichzeitig eine mobile Ladestation. Er ist mit Solarzellen ausgelegt, die die Akkus des Flugzeugs laden.
Das DLR fliegt mit Wasserstoff
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt(öffnet im neuen Fenster) (DLR) betreibt seit einigen Jahren das Brennstoffzellenflugzeug Antares DLR-H2(öffnet im neuen Fenster) . Es basiert auf dem Elektromotorsegler Antares 20E(öffnet im neuen Fenster) , den das Zweibrückener Unternehmen Lange Aviation seit über zehn Jahren baut.
Das Flugzeug ist 7,4 Meter lang und hat eine Spannweite von 20 Metern. Für das DLR wurde es mit einer Brennstoffzelle ausgerüstet, die die Energie für den Antriebsstrang liefert. Es ist das erste bemannte Flugzeug, das mit einer Brennstoffzelle betrieben wird und aus eigener Kraft starten kann.
Die Brennstoffzelle liefert eine maximale Leistung von etwa 30 kW; die Reichweite liegt laut DLR bei etwa 750 Kilometern. Gedacht ist Antares als fliegender Versuchsstand für Brennstoffzellen , die unter Praxisbedingungen getestet werden. Dazu werden die Brennstoffzellen ausgetauscht, um verschiedene Systeme auszuprobieren.
Aber zurück in die Zukunft.
E-Fan fliegt mit Akkus
E-Fan 2.0 heißt der Trainingsflieger, den Airbus ab 2017 in Pau in Südfrankreich bauen will. Die erste Maschine soll noch im Dezember jenes Jahres übergeben werden. Zu Beginn sollen zehn E-Fans im Jahr gebaut werden, was auf 50 erhöht werden kann.
2013 stellte Airbus einen Demonstrator des Zweisitzers vor. Im Frühjahr 2014 flog das Flugzeug zum ersten Mal . Airbus präsentierte es auf der Luftfahrtmesse Ila in Berlin. Dort kündigte Jean Botti, Technikchef der Airbus Group, an, dass der E-Fan in Serie gebaut werde .
Das Fahrwerk ist angetrieben
Der E-Fan ist knapp 7 Meter lang und hat eine Flügelspannweite von etwa 10 Metern. Das Flugzeug besteht komplett aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und wiegt deshalb leer nur 500 Kilogramm. Angetrieben wird es von zwei Mantelpropeller(öffnet im neuen Fenster) -Triebwerken am Heck, den E-Fans. Bei dem Prototyp hat jeder Motor eine Leistung von 30 kW, in der Serienversion werden es etwa 10 kW mehr sein. Zudem ist das Fahrwerk angetrieben, um auf dem Weg zur Startbahn die Triebwerke zu entlasten.
Als Energiespeicher im E-Fan dienen Lithium-Ionen-Akkus, die in den Tragflächen nahe am Rumpf angebracht sind. Ein Akku-Pack befindet sich im Bereich des Cockpits. Sie sollen eine Flugzeit von rund einer Stunde plus 30 Minuten Reserve ermöglichen, sagt Müller-Wiesner. Die Höchstgeschwindigkeit soll bei 160 Kilometern pro Stunde (km/h) liegen, die Durchschnittsgeschwindigkeit bei 130 km/h.
Der Schüler sitzt neben dem Lehrer
Gedacht ist der E-Fan als Trainingsflugzeug für zwei Personen. In der finalen Version werden sie nebeneinander sitzen, im Prototyp sitzen Pilot und Fluglehrer noch hintereinander. In den ersten Flugstunden würden Flugschüler kaum mehr als starten, einige Runden drehen und wieder landen, sagt Müller-Wiesner. "Das ist ein ideales Missionsprofil für ein vollelektrisches Flugzeug." Dabei sei das Elektroflugzeug deutlich wirtschaftlicher als eines mit Verbrennungsmaschine - für die Flugschule ebenso wie für den Betreiber des Flugplatzes.
Ein Elektromotor benötige nur wenig Wartung, Strom sei günstiger als Kerosin. Die Einsparungen, sagt Müller-Wiesner, "werden erheblich sein." Profitieren werden auch die Flugplatzbetreiber: Da ein Elektroflugzeug bedeutend leiser sei als eines mit Verbrennungsmotor, könnten die Flugzeiten verlängert und damit die Flugplätze besser ausgelastet werden.
Allerdings plant Airbus Group schon über den E-Fan 2.0 hinaus.
E-Fan 2.0 ist nur der Anfang
E-Fan 4.0 heißt der nächste Schritt, der, wie der Name andeutet, für vier Insassen gedacht ist - "sozusagen im Rahmen eines Familienkonzepts" . Je zwei sollen nebeneinander Platz nehmen. Die Produktion soll etwa zwei Jahre nach der des Zweisitzers starten.
Der E-Fan 4.0 werde, sagt Müller-Wiesner, "einen Elektroantrieb haben und zusätzlich einen Range Extender, also eine Verbrennungsmaschine, die über einen Generator die Akkus lädt oder die Elektromotoren antreibt. Damit wird man auf eine Flugzeit von zwei bis drei Stunden kommen."
Elektrisch fliegen ist sicher, leise, sauber und günstig
Mit den Flugzeugen werde Airbus Group zeigen, "dass elektrisch fliegen sicher, leise, wenn ich den Strom aus alternativen Quellen gewinne: umweltfreundlich und - last but not least - wirtschaftlich ist."
Nach dem Familienflieger soll es dann deutlich größer werden: ein Verkehrsflugzeug für 70 bis 80 Passagiere, das für Regionalflüge eingesetzt werden soll. Das Konzept stellte Airbus Group 2014 auf der Berliner Luftfahrtmesse vor.
Die Triebwerke sind in die Struktur integriert
Das Flugzeug ähnelt auf den ersten Blick einer konventionellen Verkehrsmaschine mit Rumpf und Tragflächen. Allerdings hängen die Triebwerke nicht wie bei einem herkömmlichen Flugzeug unter den Tragflächen, sondern sollen in die Struktur integriert sein. Damit das möglich wird, müssen die Turbinen kleiner werden. Die Maschine hat deshalb in der Airbus-Group-E-Thrust-Konzeptstudie sechs elektrische Mantelpropeller. Hinzu kommt eine konventionelle Verbrennungsturbine, die die Akkus laden soll.
Wenn viel Leistung benötigt wird, also beim Start und im Steigflug, laufen die Mantelpropeller und die Verbrennungsturbine auf Hochtouren: Die Elektromotoren treiben das Flugzeug an, die Turbine lädt die Akkus, damit genug Strom zur Verfügung steht. Hat das Flugzeug seine Reiseflughöhe und -geschwindigkeit erreicht, wird die Verbrennungsturbine erst gedrosselt und dann im Sinkflug abgeschaltet.
Elektrotriebwerke werden zu Generatoren
Geht das Flugzeug in den Gleitflug über, werden auch die Mantelpropeller für den Moment nicht gebraucht. Sie werden dann zu Windgeneratoren, die die Luft, die durch sie strömt, in Rotation versetzen. Die Elektroturbinen produzieren elektrischen Strom, um die Akkus für die Landung zu laden. Zur Sicherheit wird auch die Verbrennungsturbine gestartet, um notfalls Strom liefern zu können.
Derzeit fehle es dafür aber noch an Motoren, die leistungsfähig genug seien, sagt Müller-Wiesner. "Wenn ich Antriebsmaschinen im Bereich von 5 Megawatt (MW) habe, dann bin ich im Bereich der Antriebsleistung eines Regionalflugzeugs mit Turboprop-Antrieb." Elektromotoren mit einer solchen Leistung gibt es noch nicht. Die Grenze der Leistung eines Elektromotors liege in der Thermik begründet: "Man könnte einen unendlich großen Strom fließen lassen, dann bekommt man ein unendliches großes Moment - und dann schmilzt der Motor weg."
Siemens baut Generatoren mit Wicklungen aus Hochtemperatur-Supraleitern
Um das zu verhindern, entwickelt Airbus Group zusammen mit Siemens Triebwerke, deren Wicklungen aus Hochtemperatur-Supraleitern(öffnet im neuen Fenster) (HTS) bestehen und die deshalb thermisch weniger begrenzt sind. Solche Motoren sind durchaus in Aussicht: Siemens hat bereits einen Generator im MW-Bereich mit dieser Technik für einen Prüfstand gebaut.
Weiterer Vorteil: Die supraleitenden Kabel sind deutlich leichter als herkömmliche Kupferkabel. Auf der Ila im vergangenen Jahr zeigte Airbus ein solches Kabel. 16 Gramm wog das etwa 30 Zentimeter lange Bündel supraleitender Kabel aus Magnesiumdiborid. Ein ebenso langes Bündel von Kupferkabeln, die für 4.500 Ampere ausgelegt sind, bringt es auf 12 Kilogramm.
Und wie wird das Elektroflugzeug der Zukunft aussehen?
Der Ce-Liner könnte das Regionalflugzeug der Zukunft werden
Das Elektroflugzeug der Zukunft wird nicht viel anders aussehen als heutige Flugzeuge, sagt Mirko Hornung, Vorstand für Wissenschaft und Technik beim Bauhaus Luftfahrt(öffnet im neuen Fenster) . Das ist ein Thinktank für Luftfahrt, der 2005 von den Luft- und Raumfahrtunternehmen Airbus Group, die damals noch EADS hieß, Liebherr-Aerospace und MTU Aero Engines zusammen mit dem bayerischen Wirtschaftsministerium gegründet wurde; seit Anfang 2012 ist zudem die IABG-Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mitglied.
"Ich möchte ein Flugzeug haben, das relevant ist" , sagt Hornung im Gespräch mit Golem.de: ein Regionalflugzeug, das für 190 Passagiere und eine Reichweite von 900 nautischen Meilen (knapp 1.667 Kilometer) ausgelegt ist und das sich in heutige Abläufe einpasst. Das bedeutet, die Spannweite der Tragflächen darf 36 Meter nicht überschreiten, und es muss sich in einer halben Stunde am Boden abfertigen lassen.
Die Triebwerke sitzen hinten
Mit diesen Vorgaben entstand bei Bauhaus Luftfahrt das Konzept des Ce-Liners(öffnet im neuen Fenster) . Der sieht einem heutigen Flugzeug tatsächlich recht ähnlich. Auffällig sind jedoch die Flügel: Die vorderen Flügel haben die Form eines C. Die hinteren Flügel mit dem Höhenleitwerk hingegen fehlen. An ihrem Platz sitzen zwei Mantelpropeller.
Die Triebwerke seien wegen ihrer Größe nach hinten gewandert: Aus Gründen der Effizienz hätten sie einen großen Durchmesser, weswegen sie nicht unter den Flügel passten. Durch die Heckanordnung wiederum sei der Schwerpunkt nach hinten gewandert, was wiederum erfordere, dass auch die Flügel leicht nach hinten versetzt würden.
Der C-Flügel ist auch Höhenleitwerk
"Jetzt hatten wir mehrere Möglichkeiten, um das umzusetzen. Der Hebelarm war sowieso schon relativ kurz. Wir wollten aber unbedingt die Spannweitenbegrenzung von 36 Metern einhalten, um nicht die Flughafeninfrastruktur umzuschmeißen. Die Konsequenz war: Wir brauchten einen effizienteren Flügel" , erzählt Hornung. So seien sie auf den in den USA bereits untersuchten C-Flügel gekommen. Dessen obere Seite übernehme die Aufgabe des Höhenleitwerks, wodurch sich die Widerstandsfläche verringere und das Flugzeug noch einmal an Effizienz gewinne.
Die Akkus konnten die Konstrukteure jedoch nicht - wie den Treibstoff im herkömmlichen Flugzeug - in der Tragfläche oder nahe den Verbrauchern unterbringen, also bei den Motoren, den Aktuatoren oder dem Fahrwerk, um Kabel und damit Gewicht zu sparen. "Das funktioniert nicht, wenn man das Flugzeug in 30 Minuten am Boden abfertigen will, also in 30 Minuten die gesamte Energie wieder zurückbringen muss" , erläutert Hornung. Die Lösung war, die Akkus als Container in den Frachtraum zu stecken, die dann wie herkömmliche Frachtcontainer ein- und ausgeladen werden können.
Das Elektroflugzeug ist effizienter
Herausgekommen ist ein Flugzeug, das bei gleicher Transportleistung gut 50 Prozent schwerer ist als ein konventioneller Flieger, aber dennoch effizienter: Das vollelektrische Flugzeug benötige pro Passagier 24 Prozent weniger Energie.
Allerdings gingen die Forscher von Bauhaus Luftfahrt von einer Annahme aus, "die aus heutiger Sicht sehr aggressiv formuliert ist" , schränkt Hornung ein: Ein Konzept wie der Ce-Liner ließe sich nur mit Akkus umsetzen, deren Energiedichte fast zehnmal so groß ist wie die heutiger Akkus. Deren Energiedichte betrage etwa 220 Wh/kg. Ein Flugzeug wie der Ce-Liner benötige aber knapp unter 2.000 Wh/kg. Da ist also noch einiges an Forschungsarbeit nötig.
Der Ce-Liner sei bewusst kein radikaler Entwurf geworden, sagt Hornung. "Das war nicht die Zielsetzung, weil wir die Effekte des elektrischen Fliegens nicht mit etwas anderem vermischen wollten." Allerdings sind bei der Elektrofliegerei durchaus neue Wege möglich.
Abgefahrene Flugzeuge
Ein sehr radikaler Entwurf ist dagegen das Konzept des spanischen Designers Oscar Viñals: Der Progress Eagle(öffnet im neuen Fenster) soll 80 Meter lang werden und eine Spannweite von 96 Metern haben. Der abgeflachte Rumpf wird drei Stockwerke hoch, in denen 800 Passagiere Platz finden sollen. Zum Vergleich: Der Airbus A380 ist knapp über 72 Meter lang und hat eine Spannweite von knapp 80 Metern. Er transportiert rund 550 Passagiere.
Sechs Elektrotriebwerke sollen das Ungetüm in die Luft bringen. Mit Strom werden sie auf unterschiedliche Weise versorgt: Die Tragflächen sind mit Solarzellen ausgelegt. Eines der Triebwerke kann auch als Windgenerator eingesetzt werden, der den Luftstrom in elektrische Energie wandelt. Schließlich wird das Flugzeug noch über Brennstoffzellen verfügen. An den Enden der Tragflächen, die aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen bestehen sollen, sitzen jeweils drei Winglets, die den Luftwiderstand reduzieren.
Die Motoren steuern das Flugzeug
Es muss aber nicht gleich so abgehoben sein. Realistischer erscheint da die Idee, die Elektrotriebwerke in die Steuerung des Flugzeugs einzubeziehen: Elektromotoren können schneller hoch- oder herunterfahren als Verbrennungsmotoren. Sie könnten deshalb in die Höhen- und Seitensteuerung einbezogen werden, sagt Müller-Wiesner. Wenn ein Flugzeug je drei Motoren links und rechts habe, könnten die drei auf der einen Seite beispielsweise beschleunigen, während die drei auf der anderen langsamer würden. So werde ein Moment um die Hochachse des Flugzeugs erzeugt - sprich: Es fliegt eine Kurve.
"Ich kann mir ganz neue Konstruktionspotenziale für Flugzeuge eröffnen, wenn ich genau verstanden habe, wie elektrische Antriebe und das Flugzeug in der Interaktion arbeiten" , sagt der Airbus-Group-Manager. Daran werde zurzeit geforscht. Die US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics and Space Administration (Nasa) etwa arbeitet an einem solchen verteilten Antrieb(öffnet im neuen Fenster) (Distributed Propulsion).
Rumpf und Tragflächen gehen ineinander über
Ein anderes Konzept, mit dem die Nasa sich beschäftigt, ist ein Blended Wing Body(öffnet im neuen Fenster) (BWB). Bei einem solchen Flugzeug gehen Rumpf und Flügel ineinander über, sind aber - anders als bei einem Nurflügler - noch unterscheidbar.
Boeing hat für die Nasa die X-48C(öffnet im neuen Fenster) gebaut. Das ist ein ferngesteuertes Modell mit einer Flügelspannweite von etwa 6,4 Metern und einem Gewicht von knapp 230 Kilogramm. Angetrieben wird die X-48C von zwei Strahltriebwerken. Bei Tests in den Jahren 2012 und 2013 hat sich laut Boeing gezeigt, dass ein BWB weniger Energie als ein herkömmliches Flugzeug verbraucht und, falls die Triebwerke oben angebracht sind, leiser ist.
Der Antrieb wird Teil des Rumpfes
Auch das Bauhaus Luftfahrt beschäftigt sich neben dem C-Liner mit weiteren neuen Konzepten, etwa dem Propulsive Fuselage(öffnet im neuen Fenster) . Dabei wird der Antrieb ins Heck des Rumpfes integriert. Darin liege Potenzial, sagt Hornung. "Das sind Gedanken, die man weiterspinnen muss." Allerdings sieht das Konzept weiterhin zwei Triebwerke unter den Tragflächen vor, wenn auch kleiner dimensioniert als heute.
Allerdings hätten alle diese Konzepte auch eine Kehrseite. "Es gibt nicht das eine Konzept, das radikal und in allen Belangen viel besser ist. Es gibt gewisse Punkte, die besser sind. Aber es gibt eben auch Punkte, die operationell wesentlich schlechter sind" , sagt er. Insofern könnte es sinnvoll sein, an der klassischen Rumpfanordnung festzuhalten und zu versuchen, "in der Integration der Komponenten - Flügel, Triebwerk, Fahrwerk - etwas herauszuholen."
In gewisser Weise folgt das derzeit wohl bekannteste Elektroflugzeug diesem Konzept, mit dem die Schweizer Bertrand Piccard und André Borschberg um die Welt fliegen.
Solar Impulse fliegt mit Sonnenenergie
Seit dem 9. März 2015 sind Borschberg und Piccard, die beiden Gründer von Solar Impulse(öffnet im neuen Fenster) , in einem Solarflugzeug unterwegs. In zwölf Etappen wollen sie etwa auf der Höhe des Wendekreises des Krebses einmal um den Globus fliegen - abwechselnd: Im Cockpit ist nur Platz für einen. Ziel ist, für nachhaltige und saubere Technik zu werben.
Solar Impulse HB-SIB(öffnet im neuen Fenster) , auch kurz Si2 genannt, ist ein Flugzeug, das allein mit Sonnenenergie fliegt. Es hat eine Spannweite von 72 Metern - eine Boeing 747 hat zum Vergleich knapp 69 Meter, ein Airbus A380 knapp 80 Meter Spannweite. Doch das Leichtflugzeug wiegt nur einen Bruchteil der Verkehrsmaschinen: gerade mal 2,3 Tonnen.
Solarzellen liefern Strom für die Triebwerke
Angetrieben wird Si2 von vier Elektromotoren mit einer Maximalleistung von jeweils 15 kW. Den Strom dafür liefern über 17.000 Solarzellen, die auf der Oberseite der Tragflächen angebracht sind. So schafft das Flugzeug in 8.500 Metern Höhe eine Höchstgeschwindigkeit von 140 km/h. Die Reisegeschwindigkeit liegt zwischen 50 und 100 km/h.
Damit Borschberg und Piccard auch nachts fliegen können - einige der Flugetappen erstrecken sich über mehrere Tage -, hat das Flugzeug Akkus, die in den vier Motorgondeln untergebracht sind. Daneben kann der Pilot Energie als Flughöhe speichern: Tagsüber steigt er bis in eine Höhe von etwa 8.500 Meter auf. Nach Sonnenuntergang sinkt das Flugzeug bis auf 1.500 Meter ab.
Das Flugzeug besteht aus Leichtbauteilen
Damit ein Flugzeug von der Größe der Si2 überhaupt fliegt, mussten die Forscher es extrem optimieren: Das Flugzeug besteht fast vollständig aus ultraleichten Verbundstoffen wie kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, kurz Karbon, der in einer Sandwichkonstruktion verarbeitet wird. Die Kohlenstoffmatten sind dünner und leichter als Papier. Die Solarzellen sind deutlich dünner als handelsübliche Zellen.
Sie hätten beim Bau des Flugzeugs jede Komponente bis zu dem Punkt reduziert, an dem sie gebrochen sei, und sie dann zur Flugreife weiterentwickelt, sagte Borschberg der Neuen Zürcher Zeitung(öffnet im neuen Fenster) . "Denn ein Flugzeug, das zu schwer ist, fliegt nicht. Und ein Flugzeug, das auch nur ein bisschen zu schwer ist, fliegt nicht mit Solarenergie durch die Nacht."
Schlechtes Wetter gefährdet Si2
Der Preis dafür ist, dass die Konstruktion höchst filigran geraten ist. Deshalb ist auch der Neigungswinkel des Solarflugzeugs deutlich geringer als der eines herkömmlichen Flugzeugs: Schon bei einer Schräglage von 5 Grad wird der Pilot gewarnt. Scharfe Kurven lassen sich mit der Si2 demnach nicht fliegen.
Auch das Wetter bringt das Flugzeug schnell in Gefahr. Schon eine Bö von 18 km/h - das ist Windstärke 3 - kann Si2 zu schaffen machen. Kürzlich zwang eine heraufziehende Schlechtwetterfront gar dazu, eine Etappe abzubrechen: Borschberg war auf dem Weg von Nanjing in Ostchina nach Hawaii - es wäre die längste Etappe mit einer Distanz von 8.000 Kilometern und einer geplanten Flugzeit von sechs Tagen und fünf Nächten geworden -, als die Meteorologen vor einem Wetterumschwung warnten. Si2 musste deshalb einen ungeplanten Zwischenstopp in Nagoya in Japan einlegen .
Solar Impulse macht Elektrofliegerei bekannt
Das Projekt nützt der Elektroluftfahrt: Es helfe, ein Bewusstsein dafür zu schaffen, dass Elektromobilität nicht nur auf dem Boden funktioniere, sondern auch in der Luft, sagt Bauhaus-Luftfahrt-Vorstand Hornung. "Es zeigt einfach, dass so ein großes Gerät - und es ist ja wirklich ein großes Gerät - elektrisch und in dem Fall noch solarbetrieben fliegen kann. Und zwar nicht nur einen Hopser, sondern über sehr lange Strecken."
Bis wir als Passagiere elektrisch von Berlin nach München oder von Hamburg nach Paris fliegen, wird es aber noch dauern, da sind sich die Experten einig. Die Nasa geht davon, dass bei einem großzügigen finanziellen Aufwand für die Entwicklung im Jahr 2025 ein Flugzeug von der Größe einer Boeing 373 mit einem Hybridantrieb verfügbar sein kann. Der Ce-Liner könnte in der zweiten Hälfte der 2030er-Jahre einsatzbereit sein.