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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).

Atlas Grafik

Atlas
(Grafik)


Anfang 2019 wird erstmals über das Projekt WatFly berichtet, das seit dem Februar des Vorjahres von einem studentischen Entwicklungsteam der University of Waterloo (UW) in Ontario, Kanada, verfolgt wird. Ziel ist ein autonomes eVTOL für einen Passagier, das für den persönlichen Lufttransport in Städten konzipiert ist und sich durch eine lange Flugzeit und eine maximale Nutzlast von 90 kg auszeichnet.

Die Struktur des Atlas genannten Fluggeräte besteht aus starken, steifen Karbonfasern, die mit einer aktiven kardanischen Aufhängung der Kabine kombiniert sind, die dank der umlaufenden Kabinenhaube einen 180°-Blick bietet. Obwohl der Flieger mit einer Spannweite von 3,8 m, einer Breite von 1,3 m und einer Höhe von 2,5 m wie ein kompakter VTOL aussieht, ist er in Wirklichkeit ziemlich geräumig und die Kabine bietet reichlich Beinfreiheit sowie einen hinteren Stauraum, in welchem Gepäck, Snowboards, Skier o.ä. Platz finden.

Die vier Rotoren sind Electric Ducted Fans (EDF), und der in die Tragfläche integrierte 12 kWh Lithium-Ionen-Akku ermöglicht dem 130 kg schweren Flieger eine Flugzeit von bis zu 60 Minuten und eine Höchstgeschwindigkeit von 102 km/h. Da der Atlas als Ultraleichtflugzeug zertifiziert werden soll, braucht es keinen Pilotenschein, um ihn zu fliegen. Zur Sicherheit gibt es einen ballistischen Fallschirm an Bord.

Das WatFly-Studententeam nimmt mit einem kleine, abgewandelten 2-Rororen-Modell an dem von Boeing gesponserten und 2017 gestarteten Wettbewerb GoFly Prize teil, kommt aber nicht in die engere Auswahl der 2. Phase. Dafür gelingt es dem Team im Laufe des Jahres 2019 von Velocity – dem Gründerprogramm der Universität – zwei Zuschüsse von insgesamt 55.000 CA$ bekommen, welche eine erste Förderung in Höhe von 2.500 CA$ ergänzen.

Im August 2020 wird das Video von Testflügen eines 2-motorigen, ca. 150 cm breiten Demonstrators in einer Halle veröffentlicht, und den letzten FB-Einträgen vom Oktober zufolge ist das Team auch weiterhin emsig, um einen Prototypen in voller Größe herzustellen.


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 wird, 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, absolviert er im Mai 2019 seinen ersten kompletten Demonstrationsflug.

Ebenfalls im Mai 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 E-Aircraft Systems Programm von Airbus 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 zu diesem Zeitpunkt 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 2017 in Brasilien 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.

Wolkenkratzer-Vertiport Grafik

Wolkenkratzer-Vertiport
(Grafik)

Im März 2020 stellen Airbus und das niederländische Architekturbüro MVRDV eine Studie vor, an der sie zusammen mit dem Bauhaus Luftfahrt, der ETH Zürich und Systra zwei Jahre lang gearbeitet haben, um zu untersuchen, wie sich fliegende Fahrzeuge am besten in bestehende Städte integrieren lassen. Im Mittelpunkt stehen die Vertiports, die es in verschiedenen Ausführungen und Größen geben würde. Diese Vertiports würden auch als öffentliche Einrichtungen dienen und könnten erneuerbare Energie erzeugen, zum Beispiel mit Solarzellen.

Im Gegensatz zu den Bahnhöfen anderer städtischer Verkehrsmittel wie Züge, U-Bahnen oder Busse benötigt das Vertiport-Netzwerk keine lineare Infrastruktur wie Gleise, Tunnel oder Straßen dazwischen, was Energie, natürliche Ressourcen und Land spart. Die Renderings von MVRDV zeigen verschiedene Beispiele für ihre Integration in Städte, wie eine begrünte Version in São Paulo,  eine weitere vor der Küste von San Francisco sowie eine Wolkenkratzer-Version für Shenzhen.

In Bezug auf die o.e. Firma Texas Aircraft Manufacturing mit Sitz am South Texas Regional Airport in Hondo, Texas, sowie am Campos dos Amarais Airport in Campinas, São Paulo, Brasilien, wird im Juli 2020 gemeldet, daß diese gemeinsam mit dem britischen Unternehmen für Lithium-Schwefel-Batterietechnologien OXIS Energy das erste vollelektrische Verkehrsflugzeug Brasiliens für die Flugausbildung und den Regionalverkehr entwickelt.

Die aus Metall bestehende eColt basiert auf dem Hochdecker-Modell Colt S-LSA (Light Sport Aircraft) von Texas Aircraft und wird über eine komfortable Kabine mit zwei Sitzen verfügen. OXIS rechnet mit einer Flugzeit von mehr als zwei Stunden und einer ungefähren Reichweite von 370 km. Den aktuellen Plänen zufolge werden die Li-S-Batteriezellen in der OXIS-Fabrik in Juiz de Flora hergestellt, während die Batterie und ihr Managementsystem von der AKAER Group aus San Jose dos Campos und der Antriebsstrang von WEG in Jaragua do Sul geliefert werden sollen.

Und was den CityAirbus anbelangt, so ist ebenfalls im Juli 2020 zu erfahren, daß dieser nun ab Ende August auf dem Testflughafen in Manching, vor den Toren Ingolstadts, Versuchsflüge absolvieren wird. Der erste autonome Flug wird bereits Ende Juli durchgeführt.

Im Oktober erscheinen dann aber Presseberichte, denen zufolge der elektrisch betriebene Senkrechtstarter über sein im November auslaufendes Testprogramm hinaus nicht weiterverfolgt werden soll – u.a. auch aufgrund des Konkurrenzprojekts Vahana im eigenen Haus (s.u. 2017). Das ist aber schon deshalb unlogisch, da Airbus dieses Projekt bereits im Dezember 2019 zugunsten des CityAirbus eingestellt hatte. Die Firma dementiert die Meldungen denn auch energisch und betont, daß das CityAirbus-Projekt gerade erst starten würde. Über die nächsten fünf Jahre sei hierfür ein erheblicher dreistelliger Millionenbetrag eingeplant.

CityAirbus NextGen Grafik

CityAirbus NextGen
(Grafik)

Tatsächlich stellt Airbus im September 2021 die weitere Zukunft des CityAirbus vor, wobei die neue Version namens CityAirbus NextGen optisch kaum noch Ähnlichkeiten mit dem ersten Demonstrator hat. Das vollelektrische Flugzeug ist nun mit festen Flügeln, einem V-förmigen Heck und acht nicht mehr ummantelten Propellern ausgestattet. Es wird für eine Reichweite von 80 km und einer Reisegeschwindigkeit von 120 km/h entwickelt.

Der für die Beförderung von bis zu vier Passagieren ausgelegte CityAirbus NextGen befindet sich derzeit in einer detaillierten Entwurfsphase, wobei der Erstflug des Prototyps für 2023 geplant ist. Die anschließenden Testflüge werden dann in Paris und München stattfinden.

Zum jetzigen Zeitpunkt haben die CityAirbus- und Vahana-Demonstratoren insgesamt 242 Flug- und Bodentests durchgeführt und sind zusammengerechnet rund 1.000 km geflogen. Der CityAirbus NextGen soll nun das Beste aus beiden Welten vereinen, wobei die neue Architektur die richtige Balance zwischen Schwebe- und Vorwärtsflug erreichen will. Mit einer Zertifizierung rechnet Airbus im Jahre 2025.


An dieser Stelle muß noch erwähnt werden, daß Airbus neben den obigen Projekten auch intensiv an der Entwicklung kommerzieller Flugzeuge arbeitet, die mit Wasserstoff angetrieben werden sollen. So werden im September 2020 drei Konzepte eines ersten Verkehrsflugzeugs vorgestellt, das bis 2035 umgesetzt werden soll – wofür allerdings Investitionen im zweistelligen Milliardenbereich erforderlich sind.

Das Programm ZEROe soll 2025 (andere Quellen: 2027 o. 2028) gestartet werden, um die verschieden Wasserstofftechniken dann innerhalb von fünf Jahren zur Serienreife zu bringen. Demonstratorprogramme, um die Wasserstoff-Brennstoffzellen- und die Wasserstoff-Verbrennungstechnik zu testen, werden schon in den nächsten Monaten beginnen, einen ersten Prototypen in voller Größe erwartet Airbus Ende dieses Jahrzehnts.

Die Flugzeuge der ZEROe-Klasse sind als Hybride ausgelegt, was bedeutet, daß der Wasserstoff doppelt genutzt wird: Erstens verbrennen ihn modifizierte Gasturbinen direkt, und zweitens werden die Brennstoffzellen damit betrieben, um Elektrizität zu generieren.

Maveric-Demonstrator

Maveric-Demonstrator

Die drei Konzepte sind sehr unterschiedlich. Der erste Typ sieht aus wie ein konventionelles Düsenflugzeug, dessen Flügel etwas länger und auch leicht angewinkelt. sind Ausgelegt ist das Flugzeug für 100 – 120 Passagiere und für eine Reichweite von 3.700 km. Der zweite Typ soll über zwei Turboprop-Motoren mit sechs Rotorblättern angetrieben werden (100 Passagiere, 1.850 km), während der dritte Typ recht futuristisch aussieht.

Es handelt sich um ein sogenanntes ‚Blended-Wing-Body‘-Design mit einer Form, die einem Rochen ähnelt und bei konventionellen Antrieben rund 20 % des Treibstoffes einsparen soll. Ein Team aus zehn Ingenieuren hatte bereits 2016 mit der Entwicklung dieses Typs begonnen und im Juni 2019 in Zentralfrankreich erstmals einen 2 m langen und 3 m breiten ferngesteuerten Demonstrator gestartet. Der Maveric (Model aircraft for validation and experimentation of robust innovative controls) wird auf der Singapore Air Show 2020 um ersten mal öffentlich vorgestellt.

Im Oktober 2020 tut sich Airbus mit dem deutschen Automobilzulieferer Elring Klinger zusammen, um einen Brennstoffzellen-Antrieb für die Flugzeuge zu entwickeln. Hierfür wollen die Partner bis Jahresende ein Joint Venture gründen, an den Airbus die Mehrheit halten wird. Die Elring Klinger hatte Airbus bereits im vergangenen Sommer einen Teststand und Brennstoffzellenstacks geliefert, die auf der Protonenaustauschmembran-Technik (PEM) basieren.

Eather One Grafik

Eather One
(Grafik)

Besonders interessant finde ich, daß der Maveric wiederum den mehrfach ausgezeichneten Designer Michael Bonikowski aus Warschau zu einem revolutionären Konzept für einen Elektrojet namens Eather One inspiriert hat, der die Luftreibung nutzen soll, um die Elektromotoren anzutreiben und die Batterien aufzuladen. Der Elektrojet sieht zwar aus wie ein normales Flugzeug, ist an der Spitze und an den Flügeln aber mit triboelektrischen Nanogeneratoren ausgestattet.

Beim Erreichen der Stratosphäre und der Troposphäre mit hoher Geschwindigkeit bildet die Oberfläche des Flugzeugs elektrische Ladungen, die mit Hilfe dieser Nanogeneratoren gesammelt und genutzt werden sollen um des Flugzeugs mit Energie zu versorgen. Im Vergleich zu anderen aktuellen Projekten bietet dies die Möglichkeit, mit viel kleineren Batterien an Bord auszukommen.

Ob dieses Konzept tatsächlich in etwas Praktisches umgesetzt werden kann, bleibt abzuwarten. Auf jeden Fall ist dafür noch viel Arbeit nötig, falls sich entsprechend interessierte Unternehmen dafür finden.


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 soll 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.

Tatsächlich wird zu diesem Zeitpunkt eine Vereinbarung mit der neuseeländischen Regierung geschlossen, um mit der Erprobung des Cora eVTOL zu beginnen, und erst im Juni kann Wisk bekanntgeben, daß die Flugtests in Neuseeland und den USA nach monatelangem Lockdown nun wieder fortsetzt werden, um sich auf die Zertifizierung und kommerzielle Flüge vorzubereiten.

Im November geht die Firma eine Partnerschaft mit der NASA ein, die sich auf die sichere Integration autonomer Flugzeugsysteme in Urban Air Mobility-Anwendungen auf nationaler Ebene konzentriert, wobei der Schwerpunkt auf autonomem Flug und Notfallmanagement, einschließlich Kollisionsvermeidung und Flugbahnmanagement, liegt. Die Partnerschaft ist Teil der NASA-Strategie, wichtige Leitlinien für den UAM-Betrieb zu entwickeln und gleichzeitig Herausforderungen wie die Zertifizierung und die Entwicklung von Standards anzugehen.

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
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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 Lande-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 endgültig geklärt ist.

Im März schließt Lilium eine neue Finanzierungsrunde in Höhe von mehr als 240 Mio. $ ab, die von Tencent angeführt wird, mit Beteiligung anderer bestehender Investoren wie Atomico, Freigeist und LGT. Insgesamt sind damit seit der Gründung auf mehr als 340 Mio. $ (andere Quellen: 375 Mio. $) in das noch junge Unternehmen geflossen. Das Geld soll für die weitere Entwicklung des Lilium Jet genutzt werden, um weitere Flugtests durchzuführen und um die Serienproduktion in den neu errichteten Produktionsanlagen in Weßling bei München vorzubereiten.

Bereits im Juni kann Lilium den Tesla-Großaktionär Baillie Gifford als Investor gewinnen, der weitere 35 Mio. $ beisteuert. Der Fachpresse zufolge steigt der Unternehmenswert damit auf mehr als eine Milliarde Dollar. Im Juli stellt die Firma Designs eigener Vertiports vor, deren Entwurf auf einer begrenzten Anzahl von vorgefertigten Modulen basiert, die so weit wie möglich standardisiert sind, so daß es einfacher und erschwinglicher wird, einen Vertiport für den jeweils spezifischen Standort zu planen.

Lilium-Vertiport Grafik

Lilium-Vertiport
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Der allererste Vertiport ist für Orlando in Florida geplant und wird den ersten Knotenpunkt eines Netzwerks bilden, das sich in Zukunft über den gesamten Bundesstaat erstrecken soll. Für die Entwicklung des Drehkreuzes, das Jahr 2025 in Betrieb genommen werden soll, tut sich das Unternehmen im November mit der Stadt Orlando und mit der Tavistock Development Co. zusammen, dem Erschließungsunternehmen hinter der Gemeinde Lake Nona.

Die Lake Nona Aerotropolis, in welcher der erste Vertiport errichtet werden soll, ist auf dem Weg, zur größten Aerotropolis in den Vereinigten Staaten zu werden. Sie umfaßt Wohn-, Gewerbe-, Einzelhandels-, Mischnutzungs-, Industrie- und Produktionsnutzungen und -mieter, die alle vom direkten Zugang zum Orlando International Airport (MCO) profitieren.

Darüber hinaus arbeitet Lilium mit Systemanbietern und Branchenausschüssen zusammen, um die bei den Vertiports benötigten Hochleistungs-Ladegeräte, Flugsicherungstechnologien für einen hohen Durchsatz und digitalen Check-in-Tools in Form standardisierter ‚Plug-and-Play‘-Lösungen zu bündeln. Einer Meldung vom Juli zufolge wird Lilium das Kohlefasern-Material für den Rumpf und die Tragflächen des Lilium Jets von dem japanischen Chemie-Unternehmen Toray beziehen, mit dem auch eine weitergehende Forschungs- und Entwicklungspartnerschaft vereinbart wird.

Im September 2020 wird bekannt, daß die beiden Flughäfen Düsseldorf und Köln/Bonn prüfen, wie sie zu Drehkreuzen eines regionalen Luftverkehrsnetzes werden können, das Nordrhein-Westfalen umfaßt. Die Metropolregion Rhein-Ruhr ist die größte in Deutschland und die drittgrößte in Europa. Sollten sich die Pläne der Lilium verwirklichen, könnte die Region damit zur „Heimat der Mobilität in der dritten Dimension“ werden.

Eine Recherche ergab, daß die RWTH Aachen gemeinsam mit der Flughafen Köln/Bonn GmbH (FKB) bereits im Februar diesen Jahres eine umfangreiche Machbarkeitsstudie zur Flugtaxi-Infrastruktur erstellt hatte, die auch im Netz einsehbar ist (‚Flughafen Köln/Bonn Flugtaxi Infrastruktur, FKBFTI‘). Demnach müssen zwar noch einige Schritte unternommen und viele Probleme überwunden werden, bevor ein breiter Einsatz der elektrisch betriebenen Kleinflieger erfolgen kann, es gebe aber keinen Aspekt, der den als sinnvoll erachteten Flugdienst verunmöglichen würde.

Einen Monat meldet Lilium eine Forschungskooperation mit der RWTH Aachen zur Planung der Produktion. Innerhalb des Projekts SPRIT (Series Production of Individual Flight Transportation Systems), das im Rahmen des Förderaufrufs ‚UAS und Flugtaxis‘ durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gefördert wird, soll ein effektives Produktionssystem für den Lilium Jet entwickelt werden.

Zudem kündigen Lilium und die Lufthansa-Tochter Lufthansa Aviation Training (LAT) im Dezember ein gemeinsames ‚Pilotenauswahl- und Trainingsprogramm‘ an. Zunächst soll eine Schulung für qualifizierte Berufspiloten entwickelt werden, die Techniken wie die Mixed and Virtual Reality (MR/VR) nutzen soll.


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 dem Biotech-Unternehmen United Therapeutics finanziert werden – welches im vorliegenden Fall auch als Erstkunde genannt wird (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 die 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 die Beta Technologies ein Netzwerk von Aufladestationen an der Ostküste, die strategisch für Organtransportmissionen positioniert sind. Um Spitzenlasten im Netz zu vermeiden, werden diese Stromspeicher aus wiederverwendeten Flugzeugbatterien besitzen.

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

Im Februar 2020 beteiligt sich das Unternehmen am Agility Prime-Programm der US-Luftwaffe, das die Elektromobilität in der Luft fördern soll, und schon im Mai gibt das zuständige Air Force Life Cycle Management Center bekannt, daß das Unternehmen zusammen mit der schon mehrfach erwöhnten Firma Joby Aviation in die dritte Phase des Programms aufsteigen würde.

Das nun Alia-250 genannte Flugzeug wird im Juni erstmals öffentlich vorgestellt. Nachdem es seine Lufttüchtigkeitsbescheinigung erhalten hat, absolviert es bereits täglich Fesselschwebetests. Die schlanke Form ist vom aerodynamischen Körper der Küstenseeschwalbe inspiriert und orientiert sich an der Schwanzkonfiguration und der gewölbten Flügelhaltung des Vogels, die diesen zu seinen extremen Langstreckenflügen befähigen, um eine ähnliche Leistung zu erzielen. Daneben basiert der Entwurf auf den Erfahrungen, die während der Testflüge mit dem Ava gewonnen wurden.

Die neue Alia nutzt vier horizontal ausgerichtete und feststehende Propeller, um wie ein Hubschrauber zu starten und zu landen, und wechselt im Reiseflug zu dem hinteren vertikalen Schubpropeller für einen schnelleren, effizienteren Starrflügelflug. Dabei verriegeln sich die vier Hubpropeller in der Position mit dem niedrigsten Widerstand.

Das endgültige kommerzielle Produkt, das möglicherweise unter einem anderen Namen auf den Markt kommen wird, hat Platz für sechs Personen einschließlich des Piloten, eine Spannweite von 15,2 m, eine Ladekapazität von 5,7 m3 und ein maximales Startgewicht von 2.721 kg.

Das eVTOL-Flugzeug verfügt über maßgeschneiderte Batteriepakete, die unterhalb der Kabine angebracht sind, um einen niedrigen Schwerpunkt des Flugzeugs zu gewährleisten und es vor Turbulenzen zu schützen. Das Batteriepaket kann mit dem Schnelladesystem von Beta Technologies in 50 Minuten aufgeladen werden. Pro Akkuladung wird eine Reichweite von etwa 402 km (andere Quellen: 463 km) angegeben, die Geschwindigkeit beträgt bis zu 270 km/h.

Der Prototyp des neuen Flugzeugs, das sowohl als Passagier- als auch als Frachtflugzeug erhältlich sein wird, wird im März 2021 von dem Testpiloten Camron ‚Arlo‘ Guthrie von der Testeinrichtung in Plattsburgh, New York, wo der Prototyp seit dem Juni des Vorjahres Bodentests absolviert hat, über den Lake Champlain bis zum Hauptsitz des Unternehmens in Burlington, Vermont.

Die geradlinige Entfernung beträgt zwar nur 29 km, aber der Flug beinhaltet einen stetigen kreisförmigen Aufstieg auf 8.000 Fuß, bevor das Flugzeug eine Runde über dem Burlington International Airport dreht und weiterfliegt. Die Mission wird mit den Ladungen von drei der fünf Akkus durchgeführt, dauert 50 Minuten stellt den Abschluß der ersten Flugtestphase dar.

Während dessen arbeitet das Unternehmen auch intensiv an der Entwicklung und Installation von Ladestationen, die es den Flugzeugen des Unternehmens ermöglichen, Überlandflüge zu unternehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Netzwerk fertiggestellt, das von Vermont über New York und Pennsylvania bis hinunter nach Ohio in die Nähe der Wright Patterson Air Force Base reicht.

Ebenfalls im März 2021 schließen Beta Technologies und der Paketzusteller United Parcel Service (UPS) sowie dessen Tochtergesellschaft UPS Flight Forward eine Vereinbarung über den Kauf von zehn Alia-250 Flugzeugen, mit einer Option auf den Kauf von bis zu 150 weiteren Exemplaren. Die Flugzeuge für UPS, die direkt zu und von den UPS-Einrichtungen fliegen sollen, anstatt Flughäfen zu nutzen, werden eine Nutzlastkapazität von 635 kg haben, die erste Auslieferung ist für 2024 vorgesehen.

Nur einen Monat später bestellt die Firma BLADE Urban Air Mobility Inc. 20 ALIA-Flugzeuge und wird damit zum ersten Passagierdienstunternehmen unter den Kunden der Beta Technologies. BLADE ist eine Plattform für urbane Luftmobilität mit Sitz in New York City, die es den Nutzern ihrer App ermöglicht, Sitze auf Linienflügen wie auch private Charterflüge zu buchen. Es wird im Mai das erste börsennotierte Unternehmen für urbane Luftmobilität.

Im Juli absolviert die Alia den bisher längsten Testflug mit Besatzung, bei dem Flugzeug eine Strecke von 330 km zurücklegt. Die Höchstgeschwindigkeit während des Fluges, der zwei Stunden und zwei Minuten dauert, beträgt 196 km/h.


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
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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.

 

Weiter mit den Elektro- und Solarfluggeräten 2019 ...