12. Oktober 2015

Emis­si­ons­freie Pas­sa­gier­flü­ge: DLR stellt Pro­jekt für vier­sit­zi­ges Brenn­stoff­zel­len­flug­zeug HY4 vor

Vier­sit­zi­ges Brenn­stoff­zel­len­flug­zeug HY4 des DLR
Bild 1/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Viersitziges Brennstoffzellenflugzeug HY4 des DLR

Mit der HY4 ent­wi­ckelt das DLR das welt­weit ers­te vier­sit­zi­ge Pas­sa­gier­flug­zeug, das al­lein mit ei­nem Brenn­stoff­zel­len-Bat­te­rie-Sys­tem an­ge­trie­ben wird
Die HY4 des DLR über dem Stuttgarter Flughafen
Die HY4 des DLR über dem Stutt­gar­ter Flug­ha­fen
Bild 2/3, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Die HY4 des DLR über dem Stuttgarter Flughafen

Simulation des HY4-Flugs
Die HY4 macht es mög­lich, sau­ber, lei­se, ener­gie­ef­fi­zi­ent und si­cher zu flie­gen
Bild 3/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Die HY4 macht es möglich, sauber, leise, energieeffizient und sicher zu fliegen

Für den An­trieb des Elek­tro­mo­tors set­zen die DLR-For­scher auf ein Hy­brid­sys­tem, das ei­ne Brenn­stoff­zel­le mit ei­ner Bat­te­rie kom­bi­niert

Mit dem Projekt für das viersitzige Flugzeug HY4 geht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen weiteren wichtigen Schritt, um emissionsfreies elektrisches Fliegen in die Realität umzusetzen: Die HY4 wird das weltweit erste viersitzige Passagierflugzeug sein, das allein mit einem Wasserstoffbrennstoffzellen-Batterie-System angetrieben wird. „Mit der HY4 wollen wir Elektromobilität in die Luft bringen, die Machbarkeit dieser Technologie demonstrieren und konkrete Anwendungsfelder im Passagiertransport aufzeigen“, erklärte Prof. Josef Kallo, Koordinator Elektrisches Fliegen am DLR bei der offiziellen Vorstellung des Projekts auf der internationalen Fachmesse World of Ener­gy So­lu­ti­onsam 12. Oktober 2015 in Stuttgart.

Hightech-Antriebsstrang mit Hybridsystem

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

Der Elektromotor der HY4 hat eine Leistung von 80 Kilowatt und ermöglicht eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 sowie eine Reisegeschwindigkeit von 145 Kilometern pro Stunde. Abhängig von Geschwindigkeit, Flughöhe und Zuladung ist eine Reichweite zwischen 750 und 1.500 Kilometern möglich. Auffallendes Merkmal der HY4 sind ihre zwei Rümpfe, die über den Flügel sehr fest miteinander verbunden sind. Diese Doppelrumpfkonstruktion ermöglicht eine optimale Verteilung der Antriebskomponenten und insgesamt eine höhere Zuladung. In jedem der beiden Rümpfe haben zwei Passagiere Platz. Das Maximalgewicht der HY4 beträgt 1.500 Kilogramm.

Emissionsfrei schneller, höher und weiter fliegen

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

Electric Air Taxis: Regionalverkehr als Einstiegsszenario

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

Die HY4-Projektpartner

Unter Federführung des DLR-In­sti­tut für Tech­ni­sche Ther­mo­dy­na­mik, das auch die Gesamtintegration des Antriebsstrangs verantwortet, haben sich zur Verwirklichung des weltweit ersten Brennstoffzellenpassagierflugzeugs folgende Partner zusammengeschlossen: der Brennstoffzellenhersteller Hydrogenics, der Flugzeugbauer Pi­pistrel, die Uni­ver­si­tät Ulm als wissenschaftlicher Partner sowie der Flughafen Stuttgart als Heimatflughafen der HY4. Die DLR-Ausgründung H2FLYwird die HY4 betreiben und den Zulassungsprozess betreuen.

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  • Prof. Dr.-Ing. Josef Kallo
    Ko­or­di­na­tor Grup­pe Ener­gie­sys­te­min­te­gra­ti­on
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Tech­ni­sche Ther­mo­dy­na­mik
  • Prof. Dr. André Thess
    In­sti­tuts­di­rek­tor
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