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Elektro- und Solarfluggeräte

2019 (G)

 


Personentragende Fluggeräte


Die personentragenden elektrischen Fluggeräte, die im vergangenen Jahr große Fortschritte gemacht haben, legen 2019 noch einmal ordentlich zu. Und wie immer möchte ich mit der Firma Volocopter GmbH beginnen, die einer Meldung vom Februar zufolge gemeinsam mit dem Flughafen Frankfurt eine Infrastruktur und Abläufe für den Regelbetrieb von Lufttaxis entwickeln möchte.

Volocopter am Flughafen Frankfurt Montage

Volocopter am
Flughafen Frankfurt
(Montage)

Der Flughafenbetreiber Fraport AG, der im Rahmen des Programms FraDrones im vergangenen Jahr – gemeinsam mit der TPI Vermessungsgesellschaft mbH, dem Drohnenhersteller Multirotor und der Deutschen Flugsicherung – bereits verschiedene Szenarien zur betrieblichen Nutzung von Drohnen erprobt hat, will „als erster Flughafen Europas das Potential des elektrischen Flugtaxis erschließen“.

Die Fraport AG bezieht sich dabei auf eine Studie der Unternehmensberatung Horváth & Partner, die davon ausgeht, daß spätestens im Jahr 2025 erste Passagierdrohnen auf festgelegten Routen im Regelbetrieb fliegen könnten. Demnach werden sich die Flugtaxis zu Beginn in Megacities ab zehn Millionen Einwohnern beziehungsweise in Metropolregionen mit großer Bevölkerungsdichte etablieren. Laut der Studie gibt es derzeit in weltweit fünfzig Städten Vorreiterprojekte für Flugtaxis.

Zeitgleich kündigt die Volocopter an, daß sie in der zweiten Jahreshälfte mit dem Test des Multirotors in Singapur beginnen wird. Dort sollen öffentlichen Demo-Flüge zeigen, daß das Fluggerät bis zu 30 km weit fliegen und auch mit Mikroturbulenzen in die Nähe von Wolkenkratzern sicher umgehen kann.

Um das derzeitige Reichweiten-Limit von maximal 35 km mit herkömmlichen Lithium-Batterien zu überwinden, wird zusammen mit dem Investor Daimler an neuen Technologien gearbeitet, wobei gegenwärtig eine Wasserstoff-Brennstoffzelle präferiert wird.

Auf dem GreenTech-Festival im Mai 2019 in Berlin kündigen Volocopter, der britische Flughafenentwickler Skyports und die Agentur Brandlab an, daß bereits in der zweiten Jahreshälfte in Singapur der erste Landeplatz für die Fluggeräte eröffnet wird. Von der Volo-Port genannten Anlage, deren Kosten sich auf 1,5 Mio. € belaufen, ausgehend sollen dann im letzten Quartal des Jahres öffentliche Testflüge mit zwei Flugtaxis stattfinden.

Die von Brandlab entworfene 550 m2 große modulare Anlage, die aus einem Landeplatz sowie einem Abfertigungs- und Service-Gebäude besteht, soll dabei helfen, alle Schritte einer Flugtaxi-Reise zu testen und zu optimieren. Dazu gehörten Boarding-Abläufe ebenso wie der Batteriewechsel des Fluggeräts. Die als Baukastensystem konzipierte Anlage soll später zu Land, auf dem Wasser oder auf Dächern von Hochhäusern errichtet werden können.

Im Juli berichtet die Fachpresse, daß der Daimler-Konzern eine Beteiligung an der Großproduktion von Flugtaxis prüft. Die Firma Volocopter will jährlich 100.000 Stück der Flugtaxis bauen, wofür ein Unternehmen, das die hochwertige Massenfertigung beherrscht, passender ist als ein Flugzeughersteller.

VoloCity

VoloCity

Im gleichen Zusammenhang wird im August das Design des neuesten Modells VoloCity enthüllt, das mit einer Fluggeschwindigkeit von bis zu 110 km/h, einer Reicheite von 35 km, 18 Rotoren und mehrfacher Redundanz der flugkritischen Systeme maximale Sicherheit für die zwei Passagiere gewährleisten soll. Die vierte und bislang leistungsfähigste Generation des eVTOL sei damit das ideale On-Demand-Flugtaxi für die Innenstadt.

Ästhetisch gesehen sieht der VoloCity ziemlich ähnlich aus wie frühere Versionen, aber mit einem stärker abgerundeten Äußeren, einem kleinem Doppelleitwerk am Heck und einer neuen Lackierung. Ebenfalls im August führt ein Volocopter 2X einen pilotierten Flug auf dem Internationalen Flughafen Helsinki durch, bei dem das Fluggerät seine Fähigkeit zur Integration sowohl in bemannte als auch in unbemannte Flugverkehrsmanagementsysteme der Flugsicherung unter Beweis stellt.

Im September berichtet die Presse, daß die chinesische Automobilgruppe Zhejiang Geely Holding Group Co. Ltd. und weitere Investoren eine Summe von 50 Mio. € in Volocopter investieren. Neben den aktuellen Investoren wie Daimler und Intel wird Geely damit zu einem weiteren Minderheiteninvestor. Damit bleiben die Volocopter-Gründer Stephan Wolf und Alexander Zosel gemeinsam die größten Anteilseigner der Firma. Diese hat seit 2011 einen Betrag von 35 Mio. € in die Entwicklung des vollelektrischen Fluggeräts gesteckt und dabei mehr als 1.000 Testflüge absolviert: einige von Menschen gesteuert, andere ferngesteuert oder autonom auf vorgegebenen Routen geflogen.

Zur Abrundung der Verflechtung sei daran erinnert, daß Geely im Februar 2018 mit 9,7 % der Anteile beim Daimler-Konzern eingestiegen und damit auf einen Schlag zum größten Aktionär geworden war. Die Geely Holding will nun mit Volocopter ein Joint Venture eingehen, um den VoloCity innerhalb der nächsten drei Jahre marktreif zu machen und auf den chinesischen Markt zu bringen. In einer Finanzierungsrunde, die im Januar 2020 abgeschlossen werden soll, will Volocopter nach weiteren Finanzpartnern suchen.

Mitte des Monats werden im Rahmen der zweitägigen Veranstaltung ‚Vision Smart City - Mobilität der Zukunft heute erleben‘ rund um das Mercedes-Benz Museum in Stuttgart technische Innovationen und nachhaltige Verkehrskonzepte präsentiert. Als Highlight findet dabei die erste unbemannte, ferndesteuerte Flugdemonstration des Volocopters in einer europäischen Innenstadt statt, dem auch der Ministerpräsident des Landes Baden-Württemberg, Winfried Kretschmann, beiwohnt.

Mit einem Testflug über Singapur und der Inbetriebnahme des VoloPort-Prototyps während dem Intelligent Transport Systems (ITS) Weltkongreß im Oktober macht Volocopter den nächsten Schritt zur Serienreife der Passagierdrohne. Bei dem Flug dreht das Fluggerät eine etwa einminütige Runde über dem Hafen Marina Bay und landet dann wieder sicher. An Bord ist allerdings nur ein Pilot, noch kein Passagier.

VoloDrone

VoloDrone

Ende des Monats stellt die Firma zudem den Demonstrator der VoloDrone vor, einem unbemannten vollelektrischen Fluggerät, das ausschließlich für den Lastentransport gedacht ist. Damit will das Unternehmen in die Logistik, Landwirtschaft, Infrastruktur und öffentliche Versorgungsindustrie expandieren. Die neue Lastendrohne soll bis zu 200 kg Last maximal 40 km weit transportieren können, wobei sie Dank eines standardisierten Befestigungssystems eine Vielzahl von Einsatzzwecken erfüllen und beispielsweise Kisten, Flüssigkeiten oder Maschinen transportieren kann.

Der Rotorkranz der VoloDrone hat einen Durchmesser von 9,2 m und sitzt auf 2,3 m Höhe. Die Drohne läßt sich fernsteuern oder kann automatisch voreingestellte Routen abfliegen. Im Schienenhalterungssystem findet eine Europalette Platz, außerdem können Hebeband, Sprühvorrichtungen oder andere Geräte befestigt werden. So lassen sich auf Baustellen unhandliche Teilen transportieren oder schwere Pakete in abgelegene Orte fliegen.

Bereits im November wird gemeldet, daß Volocopter im Rahmen einer neuen Partnerschaft mit John Deere zeigen wird, was die VoloDrone leisten kann. Die beiden Firmen tun sich zusammen, um eine für das Besprühen von Nutzpflanzen maßgeschneiderte Version der Schwerlastdrohne zusammenzustellen, die in den kommenden Monaten auf Herz und Nieren geprüft werden soll, bevor sie in der kommenden Anbausaison über Ackerland in die Luft gebracht wird.

Volocopter zufolge können mit einen großen Pflanzenspritzausleger, wie denen von Traktoren oder landwirtschaftlichen Flugzeugen, Flächen bis zu sechs Hektar pro Stunde abgedeckt werden, auch wenn die Flugzeit der Demonstratordrohne derzeit nur 30 Minuten beträgt. Diese kann ferngesteuert geflogen werden oder selbständig einen vorprogrammierten Flugweg folgen.

Obwohl das Besprühen von Nutzpflanzen die Hauptanwendung für die VoloDrone zu sein scheint, geht Volocopter davon aus, daß sich ihr Einsatz auch auf die Frostbekämpfung und das Ausbringen von Saatgut erstrecken könnte.

Die neue Agrardrohne wird im November 2019 auf der AGRITECHNICA in Hannover erstmals öffentlich vorgestellt, wie bereits in der Übersicht zu landwirtschaftlichen Anwendungen berichtet wurde (s.u. 2017).


Im Februar 2019 wird bekannt, daß Airbus als offizielles Gründungsmitglied und Sponsor bei der in Dubai beheimateten Organisation Air Race Events eingestiegen ist, die über eine Elektroflug-Rennserie den Elektroflug vorantreiben. Die leisen, vollelektrischen Flitzer sollen sich ab 2020 an verschiedenen Orten der Erde auf einem engen, nur 5 km langen, ovalen Rundkurs mit einer Geschwindigkeit von rund 482 km/h und in einer Höhe von nur 10 m fliegend miteinander messen – jeweils acht Flugzeuge gleichzeitig.

Gründer und Geschäftsführer von Air Race E ist Jeff Zaltman, der bisher die Air Race 1 Rennen organisiert hat, deren Flugzeuge mit Verbrennungsmotoren ausgestattet sind. Zu den weiteren Partnern Organisation gehört die University of Nottingham, die in Zusammenarbeit mit anderen Beteiligten momentan den Prototyp eines elektrischen Rennflugzeugs entwickelt und dabei 13 Mio. £ in das Programm ‚Beacons of Excellence‘ investiert.

Auf der Paris Air Show im Juni werden die ersten vier Teams vorgestellt, die am Rennen teilnehmen wollen – und auf der Dubai Air Show im November kann das erste Rennflugzeug bestaunt werden, das nächstes Jahr im Air Race E antreten wird. Die auf den Namen White Lightning getaufte Maschine wird von der britischen Firma Condor Aviation gebaut. Mehr über dieses und andere Rennen mit elektrischen Fluggeräten findet sich in der Schwerpunkt-Übersicht Drohnen-Rennen (s.d.).

Ebenfalls im Februar 2019 veröffentlicht die Airbus UTM (Unmanned Traffic Management), die als Teil von Airbus ein digitales Verkehrsmanagement für neue Flugzeuge entwirft, die Ergebnisse einer vorläufigen Umfrage über die öffentliche Wahrnehmung der städtischen Luftmobilität (Urban Air Mobility, UAM), die überwiegend positiv ausfällt. Immerhin 44 % der Befragten sagen, daß sie die UAM unterstützen oder stark befürworten, während 41 % glauben, daß diese Fluggeräte den Himmel sicher mit anderen Flugzeugen teilen können.

Im März folgen Berichte darüber, daß Airbus seinen erstmals im Juni 2017 vorgestellten CityAirbus Mitte des Jahres im Luftraum über Ingolstadt testen wird. Die Bodentests laufen seit Beginn des Jahres, der Jungfernflug ist im Frühjahr geplant. In Ingolstadt befindet sich nicht nur das Airbus-Hubschrauberwerk Donauwörth, sondern es handelt sich auch um eine von 15 Städten innerhalb der EU, die als Testfeld für Flugtaxis ausgewählt wurden.

Der elektrisch betriebene Quadrokopter für vier Passagiere hat vier Doppelrotoren und eine Reichweite von etwa 50 km. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 120 km/h. Die ersten kommerziellen Flüge sollen im Jahr 2025 stattfinden, wobei der autonome CityAirbus anfangs wie ein fliegender Expreßbus nur auf festen Routen unterwegs sein, und zu Beginn noch ein sogenannter Operator mitfliegen soll.

Nachdem der CityAirbus in dem Hubschrauberwerk mehrfach erfolgreich zu bodennahen Tests abhebt, bei denen die Passagierdrohne aber noch angeseilt ist, gibt Airbus im Dezember bekannt, das erste Modell des Lufttaxis im kommenden Jahr bei Testflügen auf die Probe stellen zu wollen.

Im Mai 2019 nehmen Mitarbeiter von Airbus und Siemens am Bauhaus-Luftfahrt-Symposium Ambition 2050 in Taufkirchen teil, bei dem Vertreter von Wissenschaft, Industrie und Politik darüber nachdenken, wie die herausfordernden Umweltziele des von EU-Kommission und Luft- und Raumfahrtindustrie gemeinsam erarbeitete Forschungs- und Innovationsstrategie Flightpath 2050 erreicht werden können, in deren Mittelpunkt das Airbus E-Aircraft Systems Programm steht.

Überraschend wird aber auch mitgeteilt, daß Airbus und Siemens eAircraft ihre im April 2016 begonnene Zusammenarbeit bei der Entwicklung von Zukunftskonzepten für elektrisches Fliegen vorzeitig einstellen werden. Die Kooperation soll bereits Ende diesen Jahres auslaufen. Ein namentlich nicht genannter Siemens-Sprecher begründete die Sache damit, daß die vereinbarten Ziele „ein Jahr schneller als erwartet“ erreicht worden seien und die Partner jetzt von der Forschung zu einer Kommerzialisierung Ihrer jeweiligen Ergebnisse übergehen wollen.

Einige Pressekommentatoren halten es auch für möglich, daß das verfrühte Ende der ursprünglich auf fünf Jahre angesetzten Zusammenarbeit mit dem Führungswechsel bei Airbus zusammenhängt, wo der neue Chef Guillaume Faury, ein Franzose, künftig verstärkt die Zusammenarbeit mit französischen Firmen suchen könnte. Was die auslaufende Kooperation für das gemeinsame Projekt E-Flight-X bedeutet, einen hybridelektrischen Hundertsitzer auf Basis einer BAe 146, ist aktuell noch unklar.

Zudem wird bekannt, daß Siemens das vor rund zehn Jahren gestartete eAircraft-Geschäft an den britischen Triebwerkehersteller Rolls-Royce verkauft hat, der mit der Übernahme zum führenden Anbieter von elektrischen und hybrid-elektrischen Antriebssystemen für Flugzeuge werden will. Über den Kaufpreis vereinbarten die Parteien Stillschweigen, in der Branche ist allerdings von einem „mittleren zweistelligen Millionenbetrag“ die Rede. Die eAircraft-Motoren stecken im CityAirbus und diversen weiteren Modellen, ein 2 MW Motor ist einsatzreif und ein 10 MW Motor im Computer entwickelt.

Mitte Juni veröffentlichen die Technologievorstände von sieben der weltweit führenden Luft- und Raumfahrthersteller, nämlich Airbus, Boeing, GE, Dassault, Rolls-Royce, Safran und UTC, eine gemeinsame Erklärung um zu zeigen, wie sie zusammenarbeiten um die Nachhaltigkeit der Luftfahrt voranzutreiben. Neben Verbesserungen der Treibstoffeffizienz und der Kommerzialisierung nachhaltiger, alternativer Flugkraftstoffe geht es dabei hauptsächlich um die Entwicklung radikal neuer Flugzeuge und Antriebstechnologien, die eine ‚dritte Generation‘ der Luftfahrt ermöglichen sollen.

EcoPulse Grafik

EcoPulse
(Grafik)

Auf der Paris Air Show 2019 in Le Bourget im Juni geben die drei französischen Aerospace-Firmen Airbus, Daher Airplane und Safran Helicopter Engines bekannt, daß sie im Rahmen des nationalen französischen Luftfahrt-Forschungsprogramms CORAC, das von der französischen Zivilluftfahrtbehörde DGAC begleitet wird, gemeinsam ein Geschäftsreiseflugzeug mit einem hybrid-elektrischem Antrieb auf Basis der Turboprop-Einmot Daher TBM entwickeln werden.

Das Flugzeug namens EcoPulse soll mit mehreren Elektromotoren in den Flügeln ausgerüstet werden und schon 2022 zum ersten Flug abheben. Dabei ist Safran für die Entwicklung und den Einbau des hybrid-elektrischen Systems verantwortlich, Airbus hat die aerodynamische Optimierung des Flugzeugs sowie die Installation des Batteriesystems übernommen, während Daher eine TBM liefert, die Flugerprobung und deren Auswertung vornimmt und die Abstimmung mit den Behörden verantwortet.

Fast zeitgleich geben Airbus, die Groupe ADP und die RATP-Gruppe gemeinsam mit der Region Paris Ile-de-France und der DGAC eine Machbarkeitsstudie in Auftrag, um ein städtisches System von VTOLs für die Olympischen Spiele 2024 in Paris zu demonstrieren. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit soll ein Expertenteam nicht nur die französische Technologie entwickeln, sondern auch ein Modell für die städtische Mobilität, die damit verbundenen Dienstleistungen und das Exportpotential.

Das Projekt basiert auf technologischen Bausteinen wie Elektroantrieb und Autonomie, um den Anforderungen an Energie und nachhaltige Entwicklung gerecht zu werden. Die Arbeiten umfassen zudem die Untersuchung sicherer, digitaler Infrastrukturstandards unter Einbeziehung öffentlicher und privater Akteure.

Auf der EAA AirVenture-Show im Juli 2019 wird bekanntgegeben, daß Siemens eAircraft – als Teil von Rolls-Royce – mit der 2016 gegründeten Firma Texas Aircraft Manufacturing bei der Entwicklung eines neuen elektrischen Leicht-Sportflugzeugs zusammenarbeitet. Die Firma zeigt auf der Messe einen auf Elektrobetrieb umgebauten und zertifizierten Colt S-LSA, dessen Flugerprobung in Kürze beginnen wird. Das neue Colt-Flugzeug wird von einem Siemens SP55D-Elektromotor angetrieben.

Im Juli stellt Airbus auf der Royal International Air Tattoo Airshow, die auf der britischen Luftwaffenbasis RAF Fairford in Gloucestershire stattfindet, das Design seines neuen Konzeptflugzeugs Bird of Prey vor, um „die Phantasie der nächsten Generation von Luftfahrtingenieuren zu beflügeln“, wie es in der Pressemitteilung heißt. Das hybrid-elektrische Regionaltransportflugzeug mit Turbopropeller weist anatomische Merkmale von Adlern oder Falken auf.

Airbus sagt zwar, daß das biomimetische Flugzeug nie gebaut werden wird, aber es zeigt einige interessante neue technische Wege auf. Vögel sind seit den Tagen Leonardo da Vinicis eine Quelle aeronautischer Inspiration, und auch heute werden Merkmale wie Anti-Wirbel-Flügelspitzen aus dem Studium der Segelflugvögel gewonnen.

So sind die Flügel mit großen, einzeln gesteuerten ‚Federn‘ an den Spitzen sowie die gekrümmte Verbindung von Flügeln und Rumpf, die den aerodynamischen Bogen eines gigantischen Roch-ähnlichen Raubvogels bilden, auch die auffälligsten Merkmale des Designs. Auch der Rumpf verjüngt sich wie der eines Vogels und endet in einem fächerartigen Schwanz, der seine Federn für Stabilität und aktive Kontrolle nutzt.

In diesem Zusammenhang erscheint im November ein Bericht, dem zufolge Airbus an einem neuen Demonstrator-Projekt arbeitet, um die Idee zu testen, daß zwei Verkehrsflugzeuge, die hintereinander fliegen, die Flugeffizienz steigern und gleichzeitig die Emissionen reduzieren können. Basierend auf der Technik, die von Vogelschwärmen eingesetzt wird, um ihre Mitglieder effizienter in der Luft zu halten, wird das Projekt Fello’fly untersuchen, wie hintere Flugzeuge im Kielwasser des ‚Anführers‘ mitfliegen könnten.

Wenn Vögel in einer V-Formation fliegen, takten sie der Reihe nach ihre Flügelschläge, um die Auftriebswirbel aufzufangen, die von den vor ihnen fliegenden Vögeln erzeugt werden. Und wenn zwei Vögel hintereinander fliegen, kehrt der nachlaufende Vogel seinen Flügelschlag um, um den Auftrieb des Nachlaufs des führenden Vogels zu nutzen.

Durch die Nachahmung dieser Technik hofft Airbus, die Effizienz von Verkehrsflugzeugen auf Langstreckenflügen zu verbessern, indem das hinterher fliegende Flugzeug seinen Triebwerksschub und damit seinen Treibstoffverbrauch um 5 – 10 % verringert. Um dies umsetzen zu können, muß an der Entwicklung von Piloten-Assistenzsystemen gearbeitet werden, die helfen, das Flugzeug im Aufwind in der richtigen Entfernung und in einer konstanten Höhe zu halten.

Für den ‚Wake energy retrieval demonstrator‘ arbeitet Airbus mit Fluggesellschaften und Anbietern von Flugsicherungssystemen zusammen, wobei die Flugtests mit zwei A350 Flugzeugen im Jahr 2020 beginnen sollen.


Einem Medienbericht vom Januar 2019 zufolge wird Boeing gemeinsam mit einer Reihe japanischer Partner Technologien für leichtgewichtige Flieger der nächsten Generation entwickeln, die elektrische Antriebe verwenden. Während für die Flugzeugbatterien mit dem Akkumulatoren-Hersteller GS Yuasa kooperiert wird, sollen Sinfonia Technology und Tamagawa Seiki ihr Know-how im Bereich der kleinen Motoren zur Verfügung stellen. Die Kyushu University und das National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) werden wiederum bei der Entwicklung supraleitender Motoren helfen.

Gemeinsam mit Toray Industries, einem Anbieter von Kohlenstoff-Fasern, sollen neue Materialien entwickelt werden, die ein geringeres Gewicht der Flieger gewährleisten sowie kostengünstig und einfach in der Massenproduktion sind. Darüber hinaus soll die automatisierte Produktion gemeinsam mit Mitsubishi Heavy, Kawasaki Heavy Industries und Subaru aufgebaut werden. Um Boeing bei den Verbindungen zur japanischen Industrie und Wissenschaft zu unterstützen, gehört auch das Japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) zu den Kooperationspartnern.

Ebenfalls im Januar läßt Boeing NeXt in Manassas im US-Bundesstaat Virginia erstmals den Prototyp des autonomen, elektrisch betriebenen Flugtaxis Passenger Air Vehicle (PAV) abheben, das auf den Vorarbeiten der Firma Aurora Flight Sciences basiert, die Boeing im September 2017 übernommen hatte. Die Arbeit vom ersten Konzeptdesign bis zum ersten Abheben habe ein Jahr gedauert.

Nachdem das unbemannte PAV erfolgreich senkrecht gestartet, geschwebt und wieder senkrecht gelandet ist, soll als nächstes der Übergang vom Senkrechtstart in den Vorwärtsflug getestet werden, was als die größte Herausforderung bei einem VTOL-Fluggerät gilt. Das PAV hat acht Propeller, vier Tragflächen, ist 9,14 m lang und 8,53 m breit. Die Reichweite soll 80 km betragen. Einen Zeitplan für die weitere Entwicklung des Flugtaxis benennt Boeing nicht.

Parallel zum PAV konzipiert die Firma ein entsprechendes Fluggerät für den Warentransport. Das ebenfalls elektrisch angetriebene Cargo Air Vehicle (CAV) soll bis zu 227 kg Last tragen können. Der Firma zufolge habe es bereits im vergangenen Jahr seinen ersten Testflug in einer Halle absolviert und soll dieses Jahr erstmals im Freien starten.

Im Juni geben Boeing NeXt und die Kitty Hawk Corp. eine strategische Partnerschaft bekannt, um bei der Förderung einer sicheren städtischen Luftmobilität zusammenzuarbeiten. Dabei sollen das Know-how und die Marktmacht von Boeing mit den Innovationen des autonomen Lufttaxis Cora von Kitty Hawk zusammengeführt werden, über dessen Entwicklung in der Jahresübersicht 2017 ausführlich berichtet wurde.

Cora

Cora

Die Cora ist ein zweisitziges eVTOL mit einer Spannweite von 11 m, das mit zwölf an den Flügeln montierten Rotoren vertikal abhebt und mit einem einzelnen Druckpropeller am Heck für den horizontalen Flug ausgestattet ist. Nach Angaben des Unternehmens kann das Flugzeug eine Nutzlast von 180 kg tragen, pro Batterieladung etwa 100 km zurücklegen und eine Reisegeschwindigkeit von 180 km/h erreichen.

Durch die maximale Flugdauer von 19 Minuten bei 10 Minuten Reserve sind allerdings nur kurze Sprünge möglich, wodurch die Reichweite auch nur 40 km beträgt. Bislang sind sechs Exemplare hergestellt worden. Um die Entwicklung zu forcieren, wird im Dezember 2019 die von Gary Gysin geleitete Firma Wisk Aero LLC gegründet, die ihren Hauptsitz im kalifornischen Mountain View hat, nebst Standorten in Atlanta und in Neuseeland, und zwar als Joint-Venture zwischen der Boeing Co. und der Kitty Hawk Corp.

Kurz zuvor, im Oktober, hatte die neuseeländischen Regierung angekündigt, integrierte Luftraumversuche durchführen zu wollen (Airspace Integration Trials Programme). Die Wisk wird hierbei als erster Industriepartner benannt. Nach der Aufzeichnung von mehr als 1.200 Flugtests ist Wisk bereit, mit dem Transport von Menschen zu beginnen. Nach entsprechender Genehmigung wird der Probebetrieb mit der Cora, der als der „weltweit erste autonome Lufttaxi-Versuch“ bezeichnet wird, im Februar 2020 in der Region von Canterbury auf der Südinsel stattfinden.

Porsche-Boeing-Design

Porsche-Boeing-Design
(Grafik)

Parallel zu diesen Entwicklungen investiert Boeing gemeinsam mit Safran in die in Utah ansässige Firma Electric Power Systems (EPS), die eine hochautomatisierte Industrieanlage entwickelt, die sehr schnell kostengünstige Batterien in Luftfahrtqualität herstellen wird. Die EPS liefert bereits Energiespeichereinheiten für das im Vorjahr enthüllte Modell Nexus von Bell, und unterstützt auch den elektrisch angetriebenen eFlyer von Bye Aerospace.

Ebenfalls im Oktober 2019 unterzeichnet Boeing eine Absichtserklärung mit dem Stuttgarter Sportwagenhersteller Porsche, um gemeinsam einen elektrischen Senkrechtstarter für den Einsatz in Städten zu entwickeln. Der Zweisitzer soll, wie es zu Porsche paßt, ein exklusives Fortbewegungsmittel sein. Das erste elektrische Flugzeug soll schon nächstes Jahr abheben.

Porsche hatte Anfang 2018 begonnen, sich mit fliegenden Autos zu beschäftigen und ein entsprechendes Passagierfahrzeug in seine Strategie 2025 ‚Gestaltung der Zukunft des Sportwagens‘ aufgenommen. Im Juli 2019, nur wenige Monate vor der offiziellen Zusammenarbeit mit Boeing, hatte Porsche beim US-Patent- und Markenamt zwei Patentanträge ein gereicht (US-Nr. 20200010209 und 20200009974).

Die Patentzeichnungen zeigen ein zweisitziges Cockpit und einen Stabilisator, der in ein großes Tragflächenprofil eingelassen ist. Anstelle der Propeller gibt es eine Reihe von kanalisierten Gebläsen – ein festes Paar horizontaler Gebläse, die im Profil nach vorne versetzt sind, und ein weiteres Paar, die in die Hinterkante eingelassen und um mindestens 90° Grad schwenkbar sind. Über den horizontalen Gebläsen gibt es ausfahrbare Lamellen, die sich im Dienste der aerodynamischen Effizienz öffnen und schließen.

Die Entwicklung des neuen VTOL-Konzepts werden Porsche, Boeing und deren Tochtergesellschaft Aurora Flight Sciences übernehmen, während Ingenieure beider Unternehmen sowie die Porsche-Tochtergesellschaften Porsche Engineering Services GmbH und Studio F. A. Porsche  einen Prototyp umsetzen und testen werden.

Lilium-Landeplatz Grafik

Lilium-Landeplatz
(Grafik)


Auch das deutsche Startup Lilium Aviation bekommt 2019 viel Presse, angefangen im Januar mit der Meldung, daß die Firma mit den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) kooperieren wird, damit die Kunden der Bahn mit den Flugtaxis die erste oder letzte Meile ihrer Reise vom oder zum Bahnhof zurücklegen könnten. Denkbar wären auch Shuttle-Services zwischen Bahnhof und Flughafen.

Zur Erinnerung: Lilium entwickelt mit seinem Lilium Jet ein fünfsitziges, elektrisches Flugtaxi mit Einziehfahrwerk, Fly-by-the-Wire-Steuerung, zwei Tragflächenpaaren und einer Flügelspannweite von nur 11 m, aber ohne Leitwerk, Seitenruder, Getriebe oder Ölkreisläufe, was die Konstruktion wirklich revolutionär macht.

Es wird von 36 Mantelpropeller-Motoren mit zusammen 320 kW angetrieben, die in Kippflügeln integriert sind, mit denen die Schubrichtung des Flugzeuges nach dem Start und vor der Landung um 90° gedreht werden kann. Mit einer vollen Ladung seines 1 MW Akkus hat es eine Reichweite von 300 km, die es in einer Stunde zurücklegen kann.

Im April beantragt Lilium bei der Europäischen Agentur für Flugsicherheit die Zulassung für das geplante Lufttaxi und wird auch einen Antrag bei der US-Luftfahrtbehörde stellen.

Anfang Mai wird der erfolgreiche Jungfernflug gemeldet, als der anderthalb Tonnen schwere Prototyp in Oberpfaffenhofen senkrecht aufsteigt und auf der Stelle schwebt, allerdings noch weniger als eine Minute. Als nächstes sollen Manöver geflogen und dann in den Vorwärtsflug übergegangen werden. Der fünfsitzige Lilium Jet, der auf einem zweisitzigen Testmodell aufbaut, wird bei den Erprobungsflügen ferngesteuert.

Als im September in Singapur die Preise des Red Dot Design Award vergeben werden, wird das eVTOL-Flugzeug – und damit dessen Designer Mathis Cosson – unter 4.200 Teilnehmern mit dem ‚Best of the Best‘-Preis in der Kategorie für neuartige Konzepte und Produkte, die noch nicht auf dem Markt sind, ausgezeichnet.

Im Oktober veröffentlicht das Startup ein Video, in dem zum ersten mal der Wechsel vom Vertikal- zum Horizontalflug zu sehen ist. Dem Unternehmen zufolge hat der Lilium Jet auch schon mehrere Flüge mit Geschwindigkeiten von rund 100 km/h und einer Länge bis drei Minuten durchgeführt. Insgesamt wurden mehr als einhundert unterschiedlichen Boden- und Flugtests absolviert, bei denen auch zahlreiche Sicherheitsfeatures überprüft wurden. In der nächsten Stufe sollen die Probeflüge mit deutlich erhöhter Geschwindigkeit wiederholt werden.

Lilium Jet

Lilium Jet

Zu diesem Zeitpunkt beschäftigt Lilium mehr als 350 Mitarbeiter und hat über 150 Positionen für unterschiedliche Qualifikationen ausgeschrieben. Die Firma hat inzwischen am Hauptsitz in Weßling bei München die erste eigene Produktionsstätte aufgebaut, wo ausschließlich Komponenten für das Flugtaxi gefertigt werden. Am selben Standort wird bereits eine zweite, weit größere Anlage gebaut, in der hunderte von Flugzeugen pro Jahr produziert werden sollen, bis 2025 der kommerzielle Betrieb startet.

Im Januar 2020 verbreitet sich in der Presse Kritik an Lilium, als ein namentlich nicht genannter Experte massive Zweifel an den technischen Grundlagen des Projektes anmeldet. Aufgrund der geringen Energiedichte der derzeit erhältlichen Akkus sollen sich die Versprechen des Unternehmens nicht einmal ansatzweise einhalten lassen. Bei einer Start- und Lnde-Schwebeflugdauer von einer Minute würde die Energie nur für eine Flugzeit von 29 Minuten ausreichen.

Trotz der angeschlagenen Reputation versucht Lilium, frisches Investorengeld einzuwerben, wobei von weiteren 400 – 500 Mio. $ die Rede ist, als Ende Februar aus noch ungeklärter Ursache der erste Prototyp  in einer Werkshalle in Brand gerät und dabei stark beschädigt wird. In dem Bericht heißt es, der Flieger sei turnusgemäß gewartet worden, als unvermittelt darin ein Feuer ausbrach. Die Werkfeuerwehr des Sonderflughafens Oberpfaffenhofen, auf dem das Lilium-Werk steht, habe den Brand umgehend gelöscht, verletzt worden sei niemand.

Da das zweite, weiterentwickelte Modell unbeschädigt bleibt, soll die Testreihe mit ihm fortgesetzt werden, sobald die Brandursache geklärt sei.

Trotz der aktuellen Wirtschaftskrise gelingt es Lilium in einet neue Finanzierungsrunde im März von Tencent und den anderen bereits vorhandenen Anteilseignern noch einmal 240 Mio. $ einzusammeln. Insgesamt sind damit seit der Gründung umgerechnet 315 Mio. € in das noch junge Unternehmen geflossen. Das Geld soll nun genutzt werden, um weitere Flugtests durchzuführen und die Serienproduktion vorzubereiten.


Im Januar 2019 meldet die Fachpresse, daß der Triebwerkshersteller Rolls-Royce plant, das ,schnellste Elektroflugzeug der Welt’ zu bauen. Da der Flieger bei Rennen für neue Geschwindigkeitsrekorde sorgen soll, erfolgt auch die Berichterstattung darüber im Kapitelteil Drohnen-Rennen (s.d.).

Ava XC

Ava XC

Ebenfalls im Januar 2019 enthüllt die Firma Beta Technologies Inc. einen eVTOL-Technologie-Demonstrator namens Ava XC, über den eVTOL.news bereits im Herbst des Vorjahres kurz berichtet hatte, als das Konzept auf dem Vermont Tech Jam in Essex Junction vorgestellt wurde.

Die im Juli 2017 von dem Ingenieur, Erfinder, Piloten und Unternehmer Kyle Clark gegründete Firma mit Sitz in South Burlington, Vermont, die sich bislang in Stillschweigen gehüllt hatte, ist eine von mehreren eVTOL-Firmen, die von United Therapeutics finanziert werden – welches auch als Erstkunde genannt werden (s.u.).

Einzelheiten über den Ava XC Prototyp, der zwei Passagiere befördern kann, sind nur begrenzt bekannt. Er hat einen klassischen Flugzeugrumpf, der teilweise von der Lancair ES abgeleitet wurde, und starre Flügel von der LX7 von RDD Enterprises. Links und rechts von der Nase sowie achtern zwischen Flügeln und Leitwerk gibt es jeweils zwei gegenläufige Propellerpaare, die auf gemeinsamen Drehachsen sitzen.

Das Flugzeug nutzt diese von Permanentmagnet-Elektromotoren mit jeweils 92 kW (andere quellen: 107 kW) Spitzenleistung angetriebenen acht Rotoren, um Vertikalstarts und -landungen zu ermöglichen, indem sie um 90° nach oben geschwenkt werden.

Gesteuert wird mit einem Fly-by-Wire-System, das einen Piloten erfordert. Das Leergewicht beträgt 1.814 kg, die Spannweite 10,7 m, die Maximalgeschwindigkeit 272 km/h und die Reichweite rund 240 km. Die Entwickler glauben, daß ihr Prototyp, der zwei Lithium-Ionen-Batteriepakete – eines für die obere und eines für die untere Motorschicht – mit insgesamt 124 kWh verwendet, das nach Gewicht schwerste jemals geflogene Elektroflugzeug ist.

Ava Test

Ava XC Testflug

Der Demonstrator beginnt im Mai 2018 – nur zehn Monate nach Projektbeginn – mit angebundenen Schwebeflügen auf dem Plattsburgh International Airport im Bundesstaat New York, und der erste bemannte Freiflug findet im Juni statt. Bis Ende des Jahres werden mehr als 170 von der Federal Aviation Administration (FAA) genehmigte Testflüge durchgeführt.

In der Werkstatt befindet sich zudem bereits ein Flugzeug im Bau, das doppelt so groß sein wird wie der Prototyp und die doppelte Distanz zurücklegen kann. Mit einer Spannweite von unter 15 m soll das Serienmodell in der Lage sein, 465 km zu fliegen, bevor es wieder aufgeladen werden muß. Der Marketingplan sieht ferner vor, mit Fracht zu beginnen und schließlich ein Sechs-Personen-Modell zu entwickeln. Der Ava XC wird voraussichtlich nicht vor 2024 in Produktion gehen und soll dann etwa 1 Mio. $ kosten.

Die Firma beabsichtigt allerdings, schon im Frühjahr oder Sommer 2019 einen eVTOL-Langstreckenflug von Kitty Hawk, North Carolina, bis nach Santa Monica, Kalifornien, durchzuführen, als erstes Unternehmen überhaupt, zeitgleich mit der Bekanntgabe der endgültigen Produktionskonfiguration. Der geplante Überlandflug quer durch die Vereinigten Staaten ist sowohl als Entdeckungsreise wie auch als eine Demonstration der Technologie gedacht.

Hierfür baute Clark einen Eagle-Bus von 1982, ehemals ein Reisefahrzeug für Musiker, zu einer mobilen Ladeplattform für den Ava um. Er verfügt jetzt über Batterien, Solarzellen und Biodieselgenerator sowie über einen ausziehbaren Landeplatz auf dem Dach. Im Inneren gibt es Kojen und einen Aufenthaltsbereich für die Teammitglieder, um die Flüge zu verfolgen und unterwegs Ausfälle zu beheben. Daneben arbeitet das Startup an einer solar- und netzbetriebenen, drahtlosen Ladeflächentechnologie.

Im November 2019 enthüllt Beta Technologies auf dem exklusiven eVTOL-Führungsgipfel TexasUP das vollständige Design von ALIA, dem nächstes eVTOL der Firma, allerdings mit einigen Einschränkungen, so daß die Presse keine Fotos des Flugzeugs zeigen kann. Den Kommentaren zufolge sieht die Weiterentwicklung relativ konventionell aus, denn anstelle von acht schwenkbaren Propeller- und Motorbaugruppen hat sie vier feste Propeller, die über dem Rumpf montiert sind, sowie einen speziellen Schubpropeller für den Vortrieb.

Beta

Ava Aufladestation

Durch sein stromlinienförmiges Design soll das 2.720 kg schwere Flugzeug mit einer einzigen Ladung bis zu 400 km weit kommen – was genau die Reichweite ist, die für den Transport menschlicher Organe durch den Erstkunden United Therapeutics benötigt wird. Mit diesem zusammen plant und entwickelt Beta ein Netzwerk von Aufladestationen an der Ostküste, die strategisch für Organtransportmissionen positioniert sind. Um Spitzenlasten im Netz zu vermeiden, werden diese Installationen aus wiederverwendeten Flugzeugbatterien besitzen.

Für die Piloten, die die Organtransportmissionen fliegen werden, entwerfen Beta und United Therapeutics aus recycelten Schiffscontainern zusammengestellte, gemütliche Ruhequartiere, denn „die Piloten sind bei dieser Sache wirklich wichtig“. Gleichzeitig entwickelt Beta einen Flugausbildungslehrplan, der die Piloten auf diesen neuen Flugzeugtyp vorbereiten soll, der nicht ganz ein Hubschrauber und auch nicht ganz ein Flugzeug ist.


An dieser Stelle ist eine kurze Anmerkung zur o.e. United Therapeutics (Unither) in Silver Spring, Maryland, angebracht. Deren Gründerin Martine Aliana Rothblatt (geboren 1954 als Martin Rothblatt und seit 1994 eine Transgender-Frau), hat eine äußerst illustre Biographie und ist hauptsächlich als Schöpferin des Satellitenradios Sirius (später: SiriusXM) und Mitglied der L5 Society bekannt, die 1975 gegründet wurde, um die Weltraumkolonie-Ideen von Gerard K. O’Neill zu fördern.

Neben Arbeiten auf dem Gebiet des Rechts bei Kommunikationssatelliten, und schließlich in biowissenschaftlichen Projekten wie dem Humangenomprojekt, gründet Rothblatt 1996 die United Therapeutics, die ‚hergestellte Organe‘ für die menschliche Transplantation entwickelt, was etwa 2024 beginnen soll. Die Gründung erfolgte, nachdem bei ihrer Tochter eine pulmonal-arterielle Hypertonie diagnostiziert worden war.

Die 1997 gegründete United Therapeutics-Tochtergesellschaft Lung Biotechnology PBC beschreitet wiederum innovative Wege zur Wiederherstellung geschädigter Spenderlungen, und ihre ‚wiederaufgearbeitetn‘ Organe sind bereits Hunderten von Patienten erfolgreich transplantiert worden. So wie United Therapeutics gleichzeitig mehrere verschiedene Ansätze verfolgt, um das Angebot an verfügbaren Organen zu erhöhen, so verteilt das Unternehmen seine Investitionen in die eVTOL-Technologie ebenfalls auf mehrere Projekte mit unterschiedlichen Aussichten auf Zertifizierung.

Bereits 2016 tut sich Lung Biotechnology mit der Firma Tier 1 Engineering in Santa Ana, Kalifornien, zusammen, um einen viersitzigen Hubschrauber vom Typ Robinson R44 auf Elektrobetrieb umzustellen. Das Electrically-Powered Semi-Autonomous Rotorcraft for Organ Delivery (EPSAROD) absolviert im Dezember 2018 einen von Guinness anerkannten Rekordflug für den mit 55,2 km (andere Quellen: 56,82 km) weitesten Flug eines Elektrohubschraubers.

Im Mai 2016 kündigt Lung Biotechnology zudem eine Zusammenarbeit mit dem chinesischen Drohnenhersteller EHang an, um eine weiterentwickelte Version des eVTOL EHang 184, den sogenannten Manufactured Organ Transport Helicopter (MOTH), zu entwickeln. Die Vereinbarung sieht vor, daß die Unternehmen in den nächsten 15 Jahren zusammenarbeiten, um bis zu 1.000 MOTH-Einheiten für automatisierte Organlieferungen herzustellen.

EOPA Design Grafik

EOPA Design
(Grafik)

Im Februar 2017 beauftragt United Therapeutics zudem die Firma Zénith Altitude von Mikaël Cardinal in Bromont, Québec, mit der Arbeit an einem halbautonomen eVTOL-Kippflügelkonzept namens EOPA (Electrically-powered Optionally-piloted Powered-lift Aircraft). Das ebenfalls für den schnellen Transport von menschlichen Organen vorgesehene Flugzeug soll mit acht elektrischen Propellern am Flügel, ergänzt durch vier am Heck, ausgerüstet werden.

Partner der Entwicklung, die für den Transport eines Piloten, eines Medizintechnikers und von Organen über eine Entfernung von gut 460 km gedacht ist und im Jahr 2025 den Prototypen-Status erreichen soll, sind die Optis Ingénierie, die NGC Aerospace Ltd., die Brio Innovation und das Centre de Technologies Avancées (CTA) - BRP der Université de Sherbrooke. Das Team befindet sich aber noch immer in der Vorentwurfsphase.

Die genannte NGC Aerospace Ltd. arbeitet übrigens zusammen mit der Firma Laflamme Aero Inc., einem Unternehmen aus Saint-Joseph-de-Coleraine, außerdem an einem autonomen Hubschrauber mit zwei Rotoren, mit dem u.a. Güter transportiert und Infrastrukturen inspiziert werden sollen. Das LX300 genannte Gerät beschließt seine Flugtests im September 2018. Mit einem maximalen Abfluggewicht von 300 kg und einer geschätzten Nutzlast von 90 kg ist es der weltweit größten Hubschrauberdrohnen, die jemals geflogen ist. Da es aber mit Brennstoff betrieben wird, soll hier nicht weiter darauf eingegangen werden.

Auch die United Therapeutics-Tochterfirma Unither Bioelectronics Inc. in Magog, Quebec, die als Mutter der Lung Biotechnology auftritt, will vollständig elektrisch angetriebene Flugzeuge herstellen, um Krankenhäuser in ganz Amerika mit Organen für Transplantationen zu versorgen. Der erste Meilenstein des Projekts, die Errichtung eines Flugzeugwerks in Bromont, wird im April 2018 offiziell vorgestellt. Der riesige Hangar, der im Herbst dieses Jahres am Rande des Flughafens Roland-Désourdy errichtet werden soll, wird auch ein Forschungs- und Entwicklungszentrum beherbergen.

Ende 2020 oder Anfang 2021 soll zudem in der Nähe der Flughafeninfrastrukturen eine Produktionsanlage entstehen, deren Gelände bereits gekauft ist. Die Investitionen dafür werden auf fast 100 Mio. $ geschätzt. Die Aufnahme der Flugzeugproduktion, etwa 1.000 Stück innerhalb von zehn Jahren, ist dann für das Jahr 2024 oder 2025 vorgesehen.

Interessant ist auch, daß Rothblatt im September 2018 in Silver Spring das das weltgrößte Netto-Null-Energie- Bürogebäude einweiht. Das Unisphere genannte Bauwerk umfaßt eine Fläche von gut 19.300 m2 und wird vollständig durch nachhaltige Energien mit Strom versorgt, beheizt und gekühlt. Hierfür besitzt es 1 MW Solarpaneele, 52 geothermische Brunnen, ein 400 m langes Erdlabyrinth und elektrochromen Glasscheiben. Mehr zu letzteren und zur Solararchitektur im allgemeinen findet sich in den entsprechenden Kapiteln (ab hier).

Im Jahr 2019 soll Rothblatt auch den erstmals verliehenen UP Leadership Award für ihre Fortschritte in der eVTOL-Technologie erhalten haben, was sich bislang aber nicht verifizieren ließ.

 

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