E16 – elektrifizierter Flugbetrieb

Ähnlich wie in der Automobilbranche kommt man heutzutage auch in der Luftfahrt nicht mehr um das Thema Elektrifizierung herum. Ob Heimkehrhilfen für Segelflugzeuge oder Motorflugzeuge – die Mobilität in der Luft durchläuft einen von Umweltschutz und Nachhaltigkeit geprägten Wandel zu elektrischen Antriebslösungen. Dafür müssen die für einen Motorflug notwendigen Leistungen, die mit einer alltagstauglichen Reichweite einhergehen, mit neuesten Technologien der Elektrotechnik ausgearbeitet.

Klare Vorteile dieser Antriebstechnik sind ein hohes Drehmoment über den ganzen Drehzahlbereich sowie ein Wirkungsgrad von bis zu 85%. Das Bottleneck der elektrischen Antriebssysteme ist jedoch nicht der Elektromotor, sondern Stromspeicher wie Lithium-Ionen-Batterien. Zum qualitativen Vergleich verschiedener Energieträger wird oft die messespezifische Energiedichte (MJ/kg) herangezogen, die beschreibt welche Energiemenge pro Masse oder pro Volumen gespeichert werden kann. Diese macht deutlich, warum die Reichweite der elektrischen Antriebssysteme, beispielsweise mit einer Lithium-Ionen-Batterie (ca. 0,4 MJ/kg), nicht gleich auf mit den Verbrennungsmotoren ist, die mit Benzin (ca. 36 MJ/kg) betrieben werden. Neben der vergleichsweise geringen massespezifischen Energiedichte muss der Ladezustand der einzelnen Lithium-Ionen-Zellen zusätzlich während der Ladung und Entladung mit einem sogenannten Batteriemanagementsystem (BMS) aufwändig überwacht werden.

Im Rahmen des Projektes E16 der FTAG beschäftigen sich die Studierenden unter anderem mit diesen Herausforderungen. Mit dem elektrifizierten Rückholfahrzeug E16 wird erprobt, wie sich Batterie- und Reglertechnik zu einem stabilen elektrischen Antriebssystem integrieren lassen. Der Fokus liegt dabei auf der eigens entwickelten BMS und Motorsteuerung. Der Vorteil an einem Fahrzeug ist, dass in der Erprobungsphase viel mehr Spielraum im Bereich der Entwicklung geboten ist als bei einem Flugzeug. Die jetzt gewonnenen Erkenntnisse sollen dann in Zukunft auch in fliegenden Prototypen angewandt werden. Genaueres zur E16 kann man auf der Internetseite der FTAG finden: https://ftag-esslingen.de/lexikon/e16-eva/