Sceptor: Die Nasa entwickelt ein Elektroflugzeug

Abheben ohne Verbrennungsmotor: Die Nasa baut ein Elektroflugzeug, das in zwei Jahren starten soll. Auch ein elektrisch betriebenes Passagierflugzeug ist in Arbeit.

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Nasa-Konzept für ein Elektroflugzeug: doppelt so viel Auftrieb wie herkömmliche Systeme
Nasa-Konzept für ein Elektroflugzeug: doppelt so viel Auftrieb wie herkömmliche Systeme (Bild: Nasa)

Start frei für elektrisches Fliegen: Die US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics and Space Administration (Nasa) will noch in diesem Jahrzehnt ein elektrisch angetriebenes Passagierflugzeug in die Luft bringen: 2019 soll das Flugzeug mit einem 500-Kilowatt-Antrieb für neun Insassen fertig sein.

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Schon früher will die Nasa mit einem experimentellen Elektroflugzeug abheben, dem Scalable Convergent Electric Propulsion Technology and Operations Research, kurz Sceptor. Das ist ein Leichtflugzeug vom Typ Tecnam P2006T, das für den Elektroflug modifiziert wird. Dazu gehört, die Tragfläche des Hochdeckers durch eine neuartige Tragfläche zu ersetzen.

Die Nasa vergleicht Daten

Ein vorhandenes Flugzeug als Basis zu nutzen, habe einen Vorteil, sagt Sean Clarke, einer der Entwickler von Sceptor am Armstrong Flight Research Center der Nasa im US-Bundesstaat Kalifornien: Es lägen bereits Daten über seine Leistung vor. Mit diesen könnten die Daten des modifizierten Flugzeugs verglichen werden.

Der Elektroflieger wird voraussichtlich mehr Motoren haben als die Tecnam P2006T: Die Nasa experimentiert mit einem Multipropellersystem, das im Projekt Leading Edge Asynchronous Propeller Technology (Leaptech) seit 2015 getestet wird: In eine experimentelle Tragfläche aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff, das Hybrid Electric Integrated Systems Testbed (Heist), sind 18 Elektropropeller integriert. Mit Energie versorgt werden sie durch Lithium-Eisenphosphat-Akkus.

Der Windkanal fährt

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Heist funktioniert wie ein Windkanal - nur dass der knapp 10 Meter breite Flügel nicht in einem Windkanal still steht. Er wird auf einen Lkw montiert, der dann mit knapp 120 Kilometern pro Stunde durch die Wüste fährt. Dabei werden Werte wie Auftrieb, Widerstand, Kipp- und Rollmoment erfasst. Dabei habe sich beispielsweise gezeigt, dass die 18 Propeller bei niedrigen Geschwindigkeiten mehr als doppelt so viel Auftrieb erzeugten wie herkömmliche Systeme, sagte Clarke.

  • Das italienische Kleinflugzeug Tecnam P2006T... (Foto: Carla Thomas/Nasa)
  • ... baut die Nasa zum Elektroflieger um. (Grafik: Nasa)
  • Der Multipropellerantrieb wird bereits am Boden getestet.  (Foto: Lauren Hughes/Nasa)
  • Der Flügel besteht aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff, ...  (Foto: Tom Tschida/Nasa)
  • ... in den 18 Elektropropeller eingebaut werden. (Foto: Tom Tschida/Nasa)
  • 2017 soll die Tragfläche mit dem neuen Antrieb in die Tecnam eingebaut werden. (Foto: Tom Tschida/Nasa)
Das italienische Kleinflugzeug Tecnam P2006T... (Foto: Carla Thomas/Nasa)

Neben diesen Tests simulieren die Nasa-Forscher das Flugverhalten des Sceptors in einem Flugsimulator. Außer dem rein elektrischen Flugzeug modellieren sie auch einen Hybridantrieb aus Elektro- und Verbrennungsmotoren. Das geplante Neun-Personen-Flugzeug könnte einen solchen Hybridantrieb haben.

GL-10 fliegt unbemannt elektrisch

Sceptor soll im kommenden Jahr fertig sein und 2018 erstmals bemannt fliegen. Einen Multipropeller-Antrieb setzt die Nasa bereits bei GL-10 ein, einem unbemannten Fluggerät mit Schwenkflügeln.

Neben der Nasa beschäftigt sich auch eine Reihe anderer Unternehmen mit Elektroflugzeugen. Der europäische Flugzeugkonzern Airbus etwa will ab 2017 das zweisitzige Elektro-Trainingsflugzeug E-Fan 2.0 in Serie bauen, ab 2019 den Viersitzer E-Fan 4.0 mit Hybridantrieb. Airbus hat auch schon ein Konzept für Verkehrsflugzeuge mit Hybridantrieb entwickelt. Es ist für Regionalflüge mit 70 bis 80 Passagieren gedacht. Ein Prototyp könnte Mitte der 2020er Jahre fertig sein.

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