„Testfeld eFliegen BW“ nimmt weiter Gestalt an

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

Das vom Wirtschaftsministerium geförderte „Testfeld eFliegen BW“ erprobt das elektrische und autonome Fliegen unter realitätsnahen Umgebungsbedingungen. Die beiden Standorte in Lahr und Mengen bei Sigmaringen sollen in Kürze auch externen Partnern für Testflüge zur Verfügung stehen.

Das vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau geförderte „Testfeld eFliegen BW“ nimmt weiter Gestalt an. Bereits in wenigen Wochen sollen an den beiden Standorten in Lahr und Mengen bei Sigmaringen auch Testflüge für externe Partner möglich sein. „Elektrisches, energieeffizientes und autonomes Fliegen kann ein wichtiger Baustein der Mobilität der Zukunft sein. Baden-Württemberg ist in diesem Bereich in einer hervorragenden Ausgangsposition. Damit wir auf diesem Markt jedoch auch weiterhin international ganz vorne mitspielen können, müssen wir stets up to date bleiben“ sagte Wirtschaftsministerin Dr. Nicole-Hoffmeister-Kraut.

„Baden-Württembergs Stärke lebt auch davon, dass hervorragende Wissenschaft auf einen wirtschaftlichen Nährboden trifft. Deshalb ist es wichtig, beide Bereiche im Land noch stärker miteinander zu verzahnen. Mit dem ‚Testfeld eFliegen BW‘ erproben wir neue Konzepte unter realitätsnahen Umgebungsbedingungen und bauen so die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich noch weiter aus“, sagte die Ministerin. „Mit dem Projekt stärken wir gezielt den Standort Baden-Württemberg und seine Innovationskraft in diesem wichtigen Zukunftsfeld. Die beiden Teststandorte tragen maßgeblich dazu bei, dass wir als Innovationsland zeitnah zukunftsweisende Forschungsergebnisse vorweisen können“, so die Ministerin.

Zahlreiche zukunftsweisende Anwendungsfelder

„Hochautomatisierte und hybrid elektrisch angetriebene Flugzeuge könnten zukünftig sowohl die urbane Mobilität als auch den Individualverkehr über mittlere Distanzen unterstützen. Daneben gibt es zahlreiche weitere, zukunftsweisende Anwendungsfelder. Hierzu gehören beispielsweise elektrisch betriebene Drohnen für Katastropheneinsätze oder zur Überwachung großflächiger Waldbrände. Das Testfeld dient als ideale Plattform zur Erprobung entsprechender Technologien und Systeme“, sagte Prof. Walter Fichter, dessen Institut für Flugmechanik und Flugregelung an der Universität Stuttgart den Aufbau des Testfelds koordiniert.

Florian Reuter, Geschäftsführer (CEO) von Volocopter: „Als junges Unternehmen aus Baden-Württemberg ist es großartig, wiederholt aktiv Unterstützung durch die Landesregierung zu erfahren. Das hilft uns, unsere innovative Technologie voranzutreiben. Wenn man einen ganz neuen Markt aufbaut, wie wir es bei Volocopter tun, kann eine solche Initiative entscheidend für den internationalen Erfolg des Unternehmens sein.“

Erprobung des urbanen und des autonomen Fliegens

Das Wirtschaftsministerium fördert das Projekt mit insgesamt 1,3 Millionen Euro. Die Aufteilung des „Testfeld eFliegen BW“ auf zwei Standorte ermöglicht es, den spezifischen Anforderungen sowohl des urbanen als auch des autonomen Fliegens gerecht zu werden. Die Testumgebung in Lahr bietet sich besonders für den Bereich des urbanen Fliegens an, während der Standort in Mengen-Hohentengen zur Erprobung des autonomen Fliegens, also ohne einen Piloten an Bord, besonders gut geeignet ist.

Aktuell befindet sich das Testfeld in der Aufbauphase, die bis zum Jahresende abgeschlossen sein wird. Nachdem einzelne Projektpartner bereits erste Erprobungsflüge durchgeführt hatten, soll das Testfeld nach Lockerung der Corona-Beschränkungen bereits in wenigen Wochen auch für Erprobungsflüge von externen Partnern zur Verfügung stehen. „Ich freue mich sehr, dass sich mittlerweile ein großes Konsortium aus mehr als zehn Projektpartnern gefunden hat. Die beiden Forschungsflugplätze sind als Plattform zu verstehen, um dort zukünftig weitere Akteure zu integrieren. Ich lade daher alle interessierten Firmen – auch außerhalb des Landes – ein, sich als mögliche Partner zu beteiligen und dieses Testfeld mit seinen hervorragenden Möglichkeiten breit zu nutzen“, sagte Hoffmeister-Kraut abschließend.

Das elektrische und autonome Fliegen

Gesellschaftliche Herausforderungen wie der Klimawandel und die zunehmende Urbanisierung bringen bestehende Verkehrssysteme zunehmend an ihre Grenzen. Mobilitätskonzepte der Zukunft müssen sich diesen Herausforderungen stellen. Ein starker Trend in diesem Bereich ist das elektrische und autonome Fliegen, der sich über ein breites Spektrum von Fluggeräten erstreckt. Ein zentraler Impulsgeber in den Bereichen elektrischer Antriebe und Autonomie in der Luftfahrt sind sogenannte Flugtaxis, die zukünftig Personen- und Gütertransport im Bereich kurzer bis mittlerer Distanzen bedienen sollen.

Bei der Entwicklung von elektrisch angetriebenen und automatisierten Fluggeräten, insbesondere bei den Flugtaxis, befindet sich Baden-Württemberg in einer sehr guten Ausgangsposition. Eines der weltweit führenden Unternehmen in der Entwicklung von Flugtaxis ist die Firma Volocopter in Bruchsal, die als Partner ebenfalls in das Projekt eingebunden ist. Zudem verfügt das Land über eine hervorragende Forschungslandschaft in diesem Bereich. So gibt es an der Universität Stuttgart eine lange Tradition in der Luft- und Raumfahrttechnik, mit einer eigenständigen Fakultät mit über zehn Instituten in diesem Bereich. Die Fakultät ist auch stark in industrielle Projekte im Bereich der Flugtaxis involviert.

Quelle: Staatsministerium Baden-Württemberg

DLR – Konzeptstudie für ökoeffizientes Fliegen

IASA e.V. - Konzeptstudie für Ökoeffizientes Fliegen

Ökoeffizientes Fliegen

  • In vier Jahren entsteht ein Konzept für die Perspektive eines nachhaltigen Luftverkehrs.
  • Antriebskonzepte für Kurzstreckenflugzeuge mit erheblich verringerten Emissionen und weniger Lärm unter Betrachtung von Batterien, Brennstoffzellen sowie Wasserstoff stehen im Fokus.
  • Auswirkungen auf das gesamte Öko- und Luftfahrtsystem, also auf Flughäfen, Airlines sowie die Flugsicherung und Atmosphäre werden untersucht.
  • Schwerpunkte: Luftfahrt, Digitalisierung, klimaschonendes Fliegen

Wie müsste Elektromobilität am Himmel beschaffen sein, um die durch den Luftverkehr verursachten Emissionen drastisch zu senken? Wie können Flugzeuge mit alternativen Antrieben ökologisch und wirtschaftlich zugleich sein? Verändern solche neuartigen Flugzeuge das Luftfahrtsystem, beispielsweise Flughäfen oder Wartungshallen? Auf diese Fragen will das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) innerhalb der nächsten vier Jahre Antworten geben.

Konzeptstudie für Ökoeffizientes Fliegen

Seit Anfang des Jahres 2020 arbeiten 45 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 20 DLR-Instituten gemeinsam im Projekt EXACT (Exploration of Electric Aircraft Concepts and Technologies) an der Entwicklung neuer Technologiebausteine für ein ökoeffizientes Verkehrsflugzeug.

Übergeordnetes Ziel ist es, bis zum Jahr 2040 die erforderlichen Technologien für ein ein solches Luftfahrzeug mit mindestens 70 Sitzen und einer Reichweite von 2.000 Kilometern zur Einsatzreife zu bringen. Hierfür sollen im ersten Schritt unterschiedliche hybrid-elektrische Antriebskonzepte und mögliche Flugzeugkonfigurationen untersucht werden. Aber auch  Wechselwirkungen mit der Flughafeninfrastruktur werden betrachtet, ebenso wie sich neuartige Antriebe auf die Atmosphäre und somit auf das Klima auswirken „Das DLR verfügt über eine weltweit einzigartige Kompetenz für die Durchführung einer solch komplexen Studie In unserem 45-köpfigen Team bündeln wir unsere Kompetenzen aus den unterschiedlichen Forschungsbereichen. So erreichen wir sowohl die nötige thematische Breite als auch die wissenschaftliche Tiefe“, sagt Dr. Johannes Hartmann vom DLR-Institut für Systemarchitekturen der Luftfahrt, der das Projekt federführend leitet.

Digitaler Entwurfsprozess

Mit Hilfe von Daten aus dem gesamten Lebenszyklus eines Flugzeugs, vom Entwurf über die Produktion bis zum Betrieb und der späteren Entsorgung, verfügen die Forscherinnen und Forscher über Informationen, aus denen sie Wissen für den Flugzeugentwurf ableiten können. Die vorgegebenen Ziele sind, dass die Emissionen des Flugzeugs das Klima nicht negativ beeinflussen und es dabei gleichzeitig wirtschaftlich zu betreiben ist. Der Entwurfsprozess wird ganzheitlich betrachtet und anhand dieser Ziele ausgerichtet. Die Planung der Produktion, des Betriebs und der Wartung fließen von Anfang an in den Entwurf mit ein. In der Vergangenheit wurden Flugzeuge primär kostengetrieben entwickelt und ihre Klimawirkung erst im Nachgang analysiert. „Wir drehen diesen Prozess erstmals um und wählen damit einen revolutionären Ansatz für unsere Arbeiten“, erklärt Hartmann.

Klimaneutrale Antriebskonzepte

Flugzeuge mit verbesserter Klimabilanz erfordern grundlegend neue Antriebstechnologien. Das Projektteam untersucht, welche Antriebskonzepte für Kurzstreckenflugzeuge erheblich verringerte Emissionen und weniger Lärm im Betrieb zur Folge hätten und mit den Interessen der Wirtschaft vereinbar sind. Durch Batterien, Brennstoffzellen oder mit Wasserstoff angetriebene Flugzeuge bieten das Potenzial, diese Anforderungen miteinander in Einklang bringen.

Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik analysiert und bewertet bereits seit einigen Jahren die Leistungsklassen von Brennstoffzellen für die Luftfahrt. So werden unter diesem Aspekt Brennstoffzellen im Labor charakterisiert und im viersitzigen Passagierflugzeug Hy4 untersucht. Das im Projekt EXACT erarbeitete Wissen soll nun, mit Hilfe von Simulationsmodellen und Pilotanwendungen, das Zusammenspiel der hybriden Energiekonzepte in größerer Leistungsklasse bewerten und einsetzbar machen.

Luftverkehrssystem 2040

Neuartige Flugzeuge werden das gesamte derzeitige Luftfahrtsystem beeinflussen und umgekehrt. Dr. Kai Wicke vom DLR-Institut für Instandhaltung und Modifikation betrachtet im Projekt EXACT die betriebliche und ökologische Integration der neuen Flugzeugkonfigurationen: “Ob ein neuartiges Flugzeug mit Wasserstoff, Brennstoffzelle oder Batterie angetrieben wird – wir betrachten ganzheitlich, welche Auswirkungen dies auf das gesamte Öko- und Luftfahrtsystem hätte, also auf Flughäfen, Airlines sowie die Flugsicherung und Atmosphäre.“

Sein Team stellt Modelle für Klimawirkung, Lärm sowie Produkt- und Energielebenszyklen auf. Hierbei werden sowohl Umweltwirkungen als auch Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten untersucht. Würde ein Flugzeug mit Wasserstoff betankt, wären dafür spezielle Betankungssysteme nötig. Batterien müssten geladen, gelagert und recycelt werden können. Zu klären ist, welche Anforderungen die vorhandene Infrastruktur für den Betrieb eines neuen Flugzeugs stellt.

In vier Jahren soll ein erstes ganzheitliches Konzept für den umweltkompatiblen Luftverkehr stehen. Flugzeugingenieure, Atmosphärenforscher und Elektrotechniker aus 20 verschiedenen DLR-Instituten arbeiten gemeinsam daran, valide Modelle aufzustellen und Lösungen zu erarbeiten.

Ein ausführlicher Artikel zum Projekt findet sich auch in der aktuellen Ausgabe des DLR-Magazins.

Quelle: DLR

siehe auch: https://iasaev.org/de/dlr-emissionsfreier-antrieb-fuer-die-luftfahrt/


 

Das Auto lernt fliegen

Flugtaxis

Mit Bosch-Technik lernt das Auto fliegen

Pressemeldung Vernetzte Mobilität

Sensorbox für Lufttaxis

  • Studie prognostiziert eine Milliarde Flüge mit Flugtaxis in 2030.
  • Mit der Bosch-Sensorbox lassen sich Lufttaxis präzise steuern.
  • Sensorlösung von Bosch bringt Kostenvorteile durch den Einsatz serienerprobter Technik aus dem Automobilbau.

Stuttgart – Stau in den Metropolen weltweit: Da möchte so mancher Autofahrer in die Luft gehen. Das könnte in wenigen Jahren sogar eine echte Lösung sein. Die Unternehmensberatung Boston Consulting Group prognostiziert für 2030 weltweit eine Milliarde Flüge mit den meist unbemannt fliegenden Lufttaxis, wenn sich Sharing-Dienste auf festen Routen auch über den Straßen etablieren. Bosch arbeitet an moderner Sensortechnik, um diese Flüge besonders sicher und komfortabel zu machen. „Ab spätestens 2023 werden die ersten Flugtaxis in Großstädten abheben. Bosch möchte diesen Zukunftsmarkt als Zulieferer mitgestalten“, sagt Harald Kröger, Vorsitzender des Bosch-Geschäftsbereichs Automotive Electronics. Bosch hat dafür eine Marktlücke entdeckt: Herkömmliche Luftfahrttechnik ist zu teuer, zu groß und zu schwer um in autonomen Flugtaxis eingesetzt zu werden. Moderne Sensoren, die auch fürs automatisierte Fahren oder im Schleuderschutzsystem ESP eingesetzt werden, können die Lücke aber schließen. Das Entwickler-Team hat daher dutzende Sensoren in einem Universalsteuergerät für Flugtaxis zusammengeführt.

Bosch-Technik für Flugtaxis

Das Universalsteuergerät mit serienerprobten Bosch-Sensoren soll dafür sorgen, dass Position und Flugzeuglage der fliegenden Taxis jederzeit ermittelt werden können und sie sich präzise und sicher steuern lassen. Dafür sorgen beispielsweise Beschleunigungs- und Drehratensensoren, die die Bewegungen und den Neigungswinkel der Fluggeräte exakt messen. Im Gegensatz zu aktuellen Sensorlösungen in der Luftfahrt, die teilweise mehrere zehn- bis hunderttausend Euro kosten, kann Bosch diese Lösung für einen Bruchteil der Kosten realisieren. Der Grund: Das Unternehmen setzt serienerprobte Sensoren ein, die Bosch bereits seit Jahren für die Automobilindustrie entwickelt und herstellt. „Wir wollen mit unserer Bosch-Lösung die zivile Luftfahrt mit Flugtaxis für viele Anbieter erschwinglich machen“, sagt Marcus Parentis, Leiter des Technik-Teams bei Bosch, das sich um Steuergeräte der elektrisch betriebenen Kleinflugzeuge kümmert. Zudem sind die Bosch-Sensoren besonders klein und leicht. Hersteller von Flugtaxis können die Sensorbox von Bosch nach dem Plug&Play-Prinzip einfach in ihre Fluggeräte einbauen.

Shared Mobility in der Luft: Eine Milliarde Flüge mit Flugtaxis in 2030

Der Mark für Flüge mit Elektro-Lufttaxis in Städten soll in den kommenden Jahren stark wachsen. Bereits für 2020 ist der Probebetrieb in Städten wie Dubai, Los Angeles, Dallas und Singapur geplant. Ab 2023, so schätzen Experten, startet der kommerzielle Betrieb. Während dann wohl zunächst noch Piloten mit an Bord sind, könnten die Kleinflugzeuge ab 2025 schon autonom über den Dächern der Metropolen schweben, gesteuert durch Personal am Boden. Rund 3 000 Flugtaxis werden zu diesem Zeitpunkt weltweit im Einsatz sein (Quelle: Roland Berger). 2030 steigt ihre Zahl auf 12 000, spätestens 2050 sind knapp 100 000 der fliegenden Taxis unterwegs. Die Unternehmensberatung Morgan Stanley schätzt, dass der Markt für Flugtaxis im Jahr 2040 sogar

1,35 Billionen Euro (1,5 Billionen US-Dollar) groß sein könnte. Das gilt nicht nur in den USA und Südostasien, sondern auch in deutschen Groß- und Mittelstädten. In Regionen wie dem Ruhrgebiet, im Rhein-Main-Gebiet oder im Dreieck München, Augsburg und Ingolstadt könnten sie die Reisen auf Kurz- und Mittelstrecken deutlich beschleunigen. Von den wachsenden Marktchancen ist auch Marcus Parentis von Bosch überzeugt: „Wir sind im Austausch mit Herstellern von Lufttaxis aus der Luftfahrt- und Automobilindustrie, aber auch mit Start-ups, die die Fluggeräte bauen und Sharing-Dienste anbieten wollen“, sagt Parentis. „Die Frage ist nicht, ob Flugtaxis kommen, sondern wann.“

Flugtaxis

Welche Technik liefert Bosch?

In der Sensorbox stecken MEMS-Sensoren. Die Abkürzung steht für Mikroelektromechanische Systeme. Die ersten MEMS-Sensoren für Fahrzeuge hat Bosch bereits vor über 25 Jahren entwickelt. Dort versorgen sie die Steuergeräte mit Daten, ob das Fahrzeug gerade bremst oder beschleunigt, und wohin es fährt. Die Sensorbox für Flugtaxis von Bosch hat Beschleunigungssensoren an Bord, die die Bewegungen des Fluggerätes messen. Eingebaute Drehratensensoren messen den Neigungswinkel des Fluggeräts und Magnetfeldsensoren die Ausrichtung der Himmelsrichtung. Zudem gehören Drucksensoren zum Paket, die über den barometrischen Druck die Höhe des Fluges messen und über den Staudruck die aktuelle Geschwindigkeit ermitteln.

Sensorbox

Wem liefert Bosch die Sensorbox?

Bosch ist im Austausch mit vielen Playern in diesem Bereich – von Lufttaxi- Herstellern bis zu Start-ups, die Fluggeräte bauen und Sharing-Dienste anbieten wollen. Aktuell gibt es – wie bei jeder neuen Technik – eine Vielzahl an Varianten von Flugkonzepten. Welches Konzept das Rennen macht, ist derzeit schwer abzuschätzen. Das Plug&Play-Steuergerät von Bosch passt in jedes Fluggerät.

Warum sollten Flugtaxis eine Alternative sein?

Flugtaxis umgehen den Stau in Metropolen auf eine ganz neue Art und Weise: in der Luft. Damit sind sie in den Metropolen der Zukunft eine zusätzliche Alternative, um schnell von A nach B zu kommen. „Einen zeitlichen Vorteil können Flugtaxis gegenüber heutigen Verkehrsmitteln schon ab zehn Kilometern Reisedistanz bringen, die maximalen Reichweiten liegen bis zu 300 Kilometern“, sagt Parentis.

Wie viel sollen Flugtaxis kosten?

Je nach Konzept und Anzahl an Passagierplätzen wird der Preis eines Flugtaxis bei etwa 500 000 Euro liegen. Deshalb spielen automatisierte und elektrisch betriebene Fluggeräte gerade bei Sharing-Lösungen einen Vorteil aus. Dennoch ist der Preis für ein Fluggerät deutlich niedriger als für einen vergleichbaren Helikopter mit heutiger Technik. Für Zulieferer ist es daher wichtig, zuverlässige Technik anzubieten, die nicht nur wenig wiegt und sich einfach einbauen lässt, sondern die auch einen Kostenvorteil gegenüber traditioneller Luftfahrttechnik hat. „Genau da kommen wir mit der MEMS-Sensorbox ins Spiel. Wir wollen mit unserer Bosch-Lösung die zivile Luftfahrt mit Flugtaxis für viele Anbieter erschwinglich machen“, sagt Parentis.

Quelle: Bosch 


 

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