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Emissionsfreie Passagierflüge

Projekt für viersitziges Brennstoffzellenflugzeug HY4 vorgestellt

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Mit dem Projekt für das viersitzige Flugzeug HY4 geht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen weiteren wichtigen Schritt, um emissionsfreies elektrisches Fliegen in die Realität umzusetzen: Die HY4 wird das weltweit erste viersitzige Passagierflugzeug sein, das allein mit einem Wasserstoffbrennstoffzellen-Batterie-System angetrieben wird.

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Der Erstflug der HY4 ist für Sommer 2016 am Flughafen Stuttgart geplant. Die Animation zeigt, wie der Flug über der baden-württembergischen Landeshauptstadt aussehen könnte.
Der Erstflug der HY4 ist für Sommer 2016 am Flughafen Stuttgart geplant. Die Animation zeigt, wie der Flug über der baden-württembergischen Landeshauptstadt aussehen könnte.
(Bild: DLR)

„Mit der HY4 wollen wir Elektromobilität in die Luft bringen, die Machbarkeit dieser Technologie demonstrieren und konkrete Anwendungsfelder im Passagiertransport aufzeigen“, erklärte Prof. Josef Kallo, Koordinator Elektrisches Fliegen am DLR. Das Projekt zum weltweit ersten viersitzigen Passagierflugzeug HY4 wurde auf der internationalen Fachmesse World of Energy Solutions am 12. Oktober 2015 in Stuttgart offiziell vorgestellt.

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Hightech-Antriebsstrang mit Hybridsystem

Um sauber, leise, energieeffizient und sicher zu fliegen, setzen die Forscher des Stuttgarter DLR-Instituts für Technische Thermodynamik auf ein spezielles Hybridsystem: Hauptenergiequelle ist eine Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzelle. Diese wandelt den im Tank mitgeführten Wasserstoff und Luftsauerstoff in Wasser und elektrische Energie um. Im Reiseflug versorgt die Brennstoffzelle den Elektromotor dauerhaft und zuverlässig mit Strom. Lastspitzen beim Start und bei Steigflügen deckt eine Lithium-Hochleistungsbatterie ab.

Der Elektromotor der HY4 hat eine Leistung von 80 kW und ermöglicht eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 km/h sowie eine Reisegeschwindigkeit von 145 km/h. Abhängig von Geschwindigkeit, Flughöhe und Zuladung ist eine Reichweite zwischen 750 km und 1500 km möglich. Auffallendes Merkmal der HY4 sind ihre zwei Rümpfe, die über den Flügel sehr fest miteinander verbunden sind. Diese Doppelrumpfkonstruktion ermöglicht eine optimale Verteilung der Antriebskomponenten und insgesamt eine höhere Zuladung. In jedem der beiden Rümpfe haben zwei Passagiere Platz. Das Maximalgewicht der HY4 beträgt 1500 kg.

Emissionsfrei schneller, höher und weiter fliegen

„Die große wissenschaftliche Herausforderung des Projekts besteht darin, die Leistungsfähigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit des Antriebssystems Schritt für Schritt zu maximieren und für den Einsatz zum Passagiertransport zu erproben“, fasste Projektleiter Josef Kallo zusammen. Im ersten Schritt werden die DLR-Wissenschaftler den Antriebsstrang auslegen und in das Flugzeug einbauen. Der Erstflug der HY4 ist für den Sommer 2016 am Flughafen Stuttgart geplant. Die Entwicklung des Antriebsstrangs basiert auf den langjährigen Luftfahrt- und Energieforschungsaktivitäten des DLR in den Bereichen Batterien, Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologie.

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Die HY4-Projektpartner

Unter Federführung des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik, das auch die Gesamtintegration des Antriebsstrangs verantwortet, haben sich zur Verwirklichung des weltweit ersten Brennstoffzellenpassagierflugzeugs folgende Partner zusammengeschlossen: der Brennstoffzellenhersteller Hydrogenics, der Flugzeugbauer Pipistrel, die Universität Ulm als wissenschaftlicher Partner sowie der Flughafen Stuttgart als Heimatflughafen der HY4. Die DLR-Ausgründung H2FLY wird die HY4 betreiben und den Zulassungsprozess betreuen.

Electric Air Taxis: Regionalverkehr als Einstiegsszenario

Einsatzmöglichkeiten sehen die DLR-Forscher vor allem im deutschen und europäischen Regionalverkehr. „Unser Ziel ist es, Flugzeuge wie die HY4 als Electric Air Taxi einzusetzen, um Ziele flexibler anzubinden und schnellere Alternativen zu bestehenden Transportwegen und -mitteln zu bieten“, skizziert DLR-Forscher Kallo ein Anwendungsszenario. Gerade für kürzere Strecken seien elektrische Antriebe sehr gut geeignet, weil sie lärm- und emissionsarm sind und aufgrund ihres hohen Drehmoments auch auf kurzen Bahnen starten und landen können. Mit mehr als 60 regionalen und internationalen Flughäfen verfüge Deutschland über ein gut ausgebautes, großflächig verteiltes Netz und die geeignete Infrastruktur für die Verwirklichung dieses Ansatzes. Prof. André Thess, Direktor des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik ergänzt: „Das viersitzige Elektroflugzeug HY4 passt ideal zu unserer Strategie, Synergieeffekte zwischen Elektromobilität auf der Straße und in der Luft zu erschließen.“ (sh)

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