Ein neues elektrohydraulisches System verringert Gewicht des A380
Flugzeugbauer senken den Energieverbrauch großer Jets

Die Luftfahrtkonzerne tüfteln an der Optimierung der Energieverteilung in den Flugzeugen. Das Ziel ist es, den Treibstoffverbrauch und das Gewicht zu verringern und so die Betriebskosten zu drücken.

DÜSSELDORF. „Die Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz hat sich zu einem entscheidenden Verkaufsargument gemausert“, sagt Klaus-Hubert Fugger, Sprecher des Bundesverbandes der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie. Ein Trend, der sich zurzeit bei den Gesprächen auf der Airshow in Paris immer wieder zeigt. Bereits im vergangenen Jahr haben sich mehr als 40 europäische Flugzeughersteller und Forschungsinstitute zusammengetan, um mit neuen Energiesparkonzepten die Betriebskosten zu senken. Gemeinsam arbeiten sie an der Optimierung großer Jets, die schneller als 500 Kilometer pro Stunde fliegen und über mehr als 50 Sitzplätze verfügen.

Energie wird effizienter genutzt

Im Mittelpunkt steht dabei die Senkung des Energieverbrauchs an Bord. Denn derzeit dienen nur etwa 90 % der Triebwerksleistung dem Antrieb, die restlichen 10 % werden benötigt, um die hydraulischen oder pneumatischen Systeme des Flugzeugs mit Energie zu versorgen, elektrischen Strom zu produzieren oder Klimaanlagen zu betreiben. Rund 100 Millionen Euro sind für die Entwicklung eines „Power Optimised Aircraft“ veranschlagt. Zu den Kooperationspartnern gehören unter anderem das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Airbus, Rolls-Royce und die TU Berlin.

Unter der Regie der Liebherr Aerospace soll der Anteil zweckentfremdeter Triebwerksleistung um 25 % reduziert werden. Bei einem Mittelstreckenjet könnten so pro Flugstunde mehr als 150 Liter Treibstoff eingespart werden. Wie Georg Rayczyk, Leiter Forschung und Technologie bei Liebherr Aerospace, erläutert, „soll vor allem das Energiemanagement an Bord intelligenter gemacht werden“. Das lasse sich jedoch nur durch enge Kooperation aller Beteiligten erreichen. Sämtliche Bordgeräte sollen dabei nach und nach so miteinander verknüpft werden, dass Energie je nach Bedarf hin- und hergeschoben werden kann. Dann wäre es möglich, die Klimaanlage kurz zu drosseln, wenn die Energie zum Ausfahren des tonnenschweren Fahrwerks benötigt wird.

Erste praktische Umsetzung beim A380

Ein solches Energiemanagement gibt es derzeit noch nicht, denn bisher war jeder Zulieferer bemüht, allein sein Bauelement zu optimieren. Im Jet werden die Geräte zu einer Art Patchwork autarker Systeme zusammengebaut. Ein Hin- und Herschieben von Energie ist kaum möglich. Jeder Energieerzeuger an Bord ist mit dem Triebwerk gekoppelt und für den maximalen Energiebedarf ausgelegt – etwa das Aus- und Einfahren des Fahrwerks. Spitzenlasten von bis zu einem Megawatt werden so erreicht. Entsprechend groß müssen die Generatoren und Pumpen sein. Im Dauerbetrieb ließen sich damit mehr als 100 Einfamilienhäuser mit Strom versorgen.

Einen ersten Schritt in Richtung Energieoptimierung geht Airbus mit seinem neuen Typ A380. Wie alle anderen Verkehrsmaschinen auch soll der künftige Riesenjet aus Sicherheitsgründen über drei autarke Steuersysteme für die Höhen- und Seitenruder verfügen, die hydraulisch betrieben werden. Um das Gewicht zu reduzieren, haben die Ingenieure eines der weit verzweigten Röhrensysteme, das mit Hydrauliköl gefüllt ist und den ganzen Jet durchzieht, durch ein „elektrohydraulisches Hybridsystem“ ersetzt.

Anders als gewöhnlich werden die Antriebe für die Ruder nicht von einer zentralen großen Pumpe versorgt, die mit dem Triebwerk gekoppelt ist. Stattdessen wird der hydraulische Druck durch einen Elektromotor und eine Pumpe direkt im Ruderantrieb aufgebaut. Vorteil: So kann das Startgewicht des A380 um etwa eine Tonne reduziert werden.

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