Rekord-Leistungsgewicht 25.03.2015, 16:02 Uhr

Siemens entwickelt ultraleichten, aber bärenstarken Elektromotor für Flugzeuge

Siemens hat einen extrem leichten Elektromotor entwickelt, der trotzdem bärenstark ist und Flugzeuge mit einem Gewicht von bis zu zwei Tonnen antreiben kann. Bereits bei einer Drehzahl von nur 2.500 Umdrehungen pro Minute erreicht der Motor seine optimale Dauerleistung von 260 Kilowatt. Das ist fünfmal so viel wie bei vergleichbaren Antrieben.

Flugzeuge wie die Solar Impulse ließen sich künftig mit dem neuen Elektromotor von Siemens antreiben, wenn sie das Gewicht auf zwei Tonnen begrenzen können.

Flugzeuge wie die Solar Impulse ließen sich künftig mit dem neuen Elektromotor von Siemens antreiben, wenn sie das Gewicht auf zwei Tonnen begrenzen können.

Foto: Solar Impulse

Der von Siemens-Ingenieuren entwickelte Elektromotor ist bislang einzigartig und könnte der Durchbruch zum Antrieb kleinerer Flugzeuge mit Elektromotoren sein. Aufgrund seines Rekord-Leistungsgewichtes können Flugzeuge mit Startgewichten von bis zu zwei Tonnen elektrisch angetrieben werden.

Der Solarflieger Solar Impulse 2, der sich zur Zeit auf einer Weltumrundung befindet, fällt mit dem leicht überhöhten Gewicht von 2,3 Tonnen knapp aus diesem Einsatzszenario. 

Derzeit wird der Rekordmotor auf dem Prüfstand auf Herz und Nieren getestet. Dank seiner enorm hohen Leistung können nun erstmals auch größere Flugzeuge mit Startgewichten von bis zu zwei Tonnen elektrisch angetrieben werden.

Derzeit wird der Rekordmotor auf dem Prüfstand auf Herz und Nieren getestet. Dank seiner enorm hohen Leistung können nun erstmals auch größere Flugzeuge mit Startgewichten von bis zu zwei Tonnen elektrisch angetrieben werden.

Foto: Siemens

Starke Leistung von 5 kW pro Kilogramm Gewicht

Die Einzigartigkeit des Motors liegt in der Kombination seines geringen Gewichtes mit hoher Leistung. Um dies zu erreichen, haben die Ingenieure alle Komponenten bisheriger Motoren auf den Prüfstand gestellt und bis ans technische Limit optimiert. Mit Hilfe neuer Simulationstechniken und bis auf die Spitze getriebenen Leichtbau erreichten die Ingenieure ein Leistungsgewicht von fünf Kilowatt (kW) pro Kilogramm (kg). Vergleichbar starke Elektromotoren in der Industrie liegen nach Siemens-Angabe unter einem kW pro Kilogramm. Antriebe für Elektroautos liefern rund zwei kW pro Kilogramm.

Für die Schlankheitskur von Motorkomponenten haben die Leichtbau-Experten einen eigenen Optimierungsalgorithmus entwickelt und in das CAD-Programm NX Nastran von Siemens integriert.

Für die Schlankheitskur von Motorkomponenten haben die Leichtbau-Experten einen eigenen Optimierungsalgorithmus entwickelt und in das CAD-Programm NX Nastran von Siemens integriert.

Foto: Siemens

Bereits bei einer Drehzahl von nur 2.500 Umdrehungen pro Minute erreicht der Elektromotor seine optimale Dauerleistung von 260 kW. Einen Propeller kann der Motor direkt und ohne den Umweg über ein Getriebe antreiben. „Damit werden seriell-hybride Elektroflugzeuge mit vier oder mehr Sitzen möglich“, sagt Frank Anton, Leiter eAircraft bei der zentralen Siemens-Forschung Corporate Technology.

Siemens glaubt an große Jets mit bis zu 100 Passagieren mit Elektroantrieb

Noch in diesem Jahr soll der Motor in der Praxis erprobt werden. Im nächsten Schritt will Siemens die Motorleistung weiter erhöhen. Ingenieur Anton: „Mittelfristig halten wir hybrid-elektrisch angetriebene Regionalflugzeuge mit 50 bis 100 Passagieren für realistisch.“

Der neue Elektromotor wiegt nur 50 Kilogramm und erreicht trotzdem ein Leistungsgewicht von 5 kW pro Kilogramm. Dadurch kommt der routinemäßige Einsatz von elektrisch angetriebenen Flugzeugen oder Helikoptern einen großen Schritt näher.

Der neue Elektromotor wiegt nur 50 Kilogramm und erreicht trotzdem ein Leistungsgewicht von 5 kW pro Kilogramm. Dadurch kommt der routinemäßige Einsatz von elektrisch angetriebenen Flugzeugen oder Helikoptern einen großen Schritt näher.

Foto: Siemens

Bereits im Jahr 2013 hatten Siemens, Airbus und Diamond Aircraft gemeinsam den Motorsegler DA36 E-Star 2 mit seriell-hybridem Elektroantrieb zum Erstflug gebracht. Damals hatte das Flugzeug eine Motorleistung von 60kW.

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