10 000 Meter über dem Meer – Motor läuft.

In Linienflugzeugen übernehmen kleine Elektromotoren viele Aufgaben, die früher mechanisch oder hydraulisch erledigt worden sind – und der Trend setzt sich rasant fort. Willkommen an Bord!

Der Check-in liegt hinter uns, Kerosinduft steigt in die Nase, der Blick aufs Ticket bestätigt die Sitzplatznummer. Im Gang des Flugzeugs stehen die Fluggäste und hieven ihr Handgepäck in die Ablage über ihren Köpfen. Als ein Cabin-Crew-Mitglied den Deckel nach oben drückt, um die Gepäckablage zu schliessen, helfen starke Mikromotoren – fürs Auge unsichtbar. Willkommen an Bord, willkommen in der unsichtbaren Welt der elektrischen Antriebssysteme!

Automatische Flugsysteme

Die Pilotin steuert die Maschine zur Startbahn, bewegt den Schubhebel nach vorne und bringt das Flugzeug in die Luft. Ihr Control-Joystick ist mit kleinen Elektromotoren versehen, mit denen ein Force-Feedback kreiert wird. Dadurch spürt die Pilotin effektiv und in Echtzeit, was an den Flugflächen draussen passiert. Längst vorbei die Zeiten, als Steuerknüppel noch direkt über Kabel mit den Steuerflächen verbunden waren. Dann, wenn die Flughöhe erreicht ist und der Autopilot eingeschaltet wird, bewegt sich der Schubhebel selbstständig (Autothrottle), durch einen DC-Motor gesteuert.

Hinten in der Kabine arbeitet derweil das Klimasystem des Flugzeugs auf Hochtouren, damit sich die Fluggäste auch auf 10 000 Metern Höhe wohl fühlen. Die Regulierung von Temperatur, Sauerstoff und Druck erfolgt über viele kleine Ventile und Aktuatoren – meist bürstenlose Flachmotoren. In einer Boeing Dreamliner zum Beispiel kommen fast 50 maxon EC 45 flat im Klimasystem zum Einsatz.

Wenn die Blase drückt

Es ist nun einmal so: Früher oder später muss jeder Fluggast den Weg zur Toilette antreten. Auch dort sorgen elektrische Antriebssysteme im Hintergrund für saubere Abläufe, regulieren unter anderem sowohl die Wasserzufuhr als auch die Spülung. Künftig sollen für zusätzlichen Komfort sogar berührungslose Funktionen hinzukommen. Beim Verlassen der Flugzeugtoilette schweift der Blick neidisch in die Business- und First-Class. Denn inzwischen ahnen wir: je mehr Elektromotoren, desto höher der Komfort. Konkret lässt sich das unter anderem an den Sitzen erleben. Diese lassen sich per Knopfdruck in die richtige Position bringen und sogar zu einem Bett ausfahren – alles elektrisch und automatisch. Hinzu kommt immer öfter ein verstellbarer Härtegrad in den Kissen mittels Luftdruck, damit auch lange Flüge angenehm werden. Für das entsprechende Ventil setzt die Herstellerfirma Lantal bürstenlose maxon Motoren ein. Falls dann beim gemütlichen Kurzschlaf die Sonne ins Gesicht scheint, wird die Fensterblende bequem per Knopfdruck heruntergefahren. Auch dafür sorgen – genau – maxon Präzisionsmotoren.

Lückenloses Internet

Zurück in der Economy-Klasse müssen die Fluggäste wenigstens nicht auf Unterhaltung verzichten. Die Bildschirme über den Sitzen werden simultan ausgefahren und zeigen Sicherheitsanweisungen oder Filme. Wer dagegen lieber im Internet surft, hat immer öfter die Gelegenheit dazu, da viele Passagierflugzeuge mit Kommunikationsantennen ausgestattet sind. Diese richten sich permanent und automatisch auf das beste Satellitensignal aus. Jeweils drei Antriebe der EC-4pole-Reihe werden dafür benötigt – mit passenden HD-Getrieben.

Schliesslich rückt die Landung näher, der Sinkflug ist in vollem Gange, und das Fahrwerk wird ausgefahren. Damit es auch ausgefahren bleibt, betätigt eine Motor-Getriebe-Kombination aus DCX 22 und GP 32 HD den Sicherheitsbolzen. Unsichtbar für alle Fluggäste, wie so vieles, was an Bord eines Passagierflugzeugs durch elektrische Antriebe verrichtet wird. Mehrere hundert solcher Antriebe befinden sich in Mittel- und Langstreckenmaschinen, und ihre Zahl nimmt stetig zu. Denn dank gesteigerter Qualitätsstandards ersetzen immer öfter elektrische Aktuatoren hydraulische oder pneumatische Systeme. Gleichzeitig werden sie in neuen Anwendungen eingesetzt, die den Komfort der Fluggäste erhöhen.  

Elektrische Systeme sparen deutlich Gewicht im Gegensatz zu hydraulischen. Deshalb spielen sie eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, Passagierflieger ökologischer und ökonomischer zu machen – neben energieeffizienteren Triebwerken und Leichtbautechniken für die Flugzeughülle. Denn elektrische Triebwerke lassen auf sich warten, und der Verkehr am Himmel nimmt ungebremst um jährlich 5 Prozent zu. Damit die Umweltverschmutzung nicht im gleichen Mass ansteigt, muss das Flugzeug von morgen schnell, leise und umweltfreundlich sein. Ingenieur:innen arbeiten mit Hochdruck daran.

Elektrische Aktuatoren finden sich überall an Bord: etwa im Klimasystem, wo sie für angenehme Temperaturen und Frischluft sorgen (oben). Zudem kommen sie als praktische Schliesshilfen bei den Gepäckablagen zum Einsatz.

Der lange Weg zum elektrischen Flugzeug

Bis wir mit rein elektrisch angetriebenen Flugzeugen reisen, vergehen wohl noch Jahrzehnte. Zwar arbeiten die grossen Flugzeugbauer und Start-ups weltweit an Konzepten oder Prototypen von elektrischen Flugzeugen, doch bisher ist noch keine Maschine auf dem Markt, die mehrere Fluggäste transportieren könnte.

Schuld ist unter anderem die nach wie vor zu geringe Energiedichte von Batterien. Diese müsste etwa fünfmal höher sein, um nur schon kleine Passagierflugzeuge in die Luft zu bringen. Deshalb konzentrieren sich inzwischen viele Entwickler auf hybride Triebwerke, die zum einen mit Batterien und zum anderen mit Kerosin oder alternativ mit Gasturbinen angetrieben werden. 

Nichtsdestotrotz gibt es rein elektrische Projekte für Kleinstflugzeuge, wie etwa Joby Aviation oder Ampaire. Beide Unternehmen kündigen Prototypen und Testflüge für die kommenden zwei Jahre an.

maxon Antriebe in der Aviatik

maxon verfügt über eine grosse Auswahl an Standardprodukten auf hohem Niveau, die sich problemlos in verschiedenste Aerospace-Anwendungen integrieren lassen. Gleichzeitig bietet das Unternehmen kundenspezifische Lösungen und komplette mechatronische Systeme an. Seit 2012 ist maxon mit der ISO-Norm 9100 für die Luft- und Raumfahrt zertifiziert. In den hauseigenen Labors werden die Antriebe auf Vibration, Schock, Kälte, Wärme oder Vakuum getestet.

Weitere Informationen finden Sie unter: aerospace.maxongroup.com