HY4: einmal Stuttgart und zurück

meuteDer Erstflug der HY4 ist erfolgreiche Geschichte und medial genügend breitgetreten. Für mich zählt – wie Menschen, die mich kennen, wissen – mehr das Dahinter; alles, was sich hinter der öffentlichkeitswirksamen Medien-gegenseitig Abschreib-Lobhudelei abgespielt hat.

Mein Beitrag dazu mit breiteren Hintergrundinformationen (mehr zum Thema: zukünftige Antriebe) sollte eigentlich wieder bei Zeit-Online veröffentlicht werden. Nach einer Woche Lagerzeit aufgrund von Unterbesetzung (die jungen angestellten Kollegen fallen tatsächlich wegen Krankheit aus!) in der Redaktion habe ich ihn dann nach Absprache hier online gestellt. Lagerung macht vielleicht Wein besser, bei Fachbeiträgen sieht das aus meiner Sicht anders aus. Der folgende Text war begleitend dazu aber immer schon für den FlugundZeit-Blog vorgesehen.

Eigentlich wollte ich mit der Cessna zu dem Termin fliegen. Von Flugplatz zu Flughafen, ohne Auto (mit stundenlangem Staustehen rundum Karlsruhe). Das hätte aus Zeitgründen bei einem Termin um 9:30 morgens Sinn gemacht.

Die Flugsicherung spielte mit, anfangs telefonisch auch das Verkehrsmanagement (die „Bodenkontrolle“) am Flughafen Stuttgart, aber dann kam am Vortag die Absage: das Nein aus operativen, wie auch aus Sicherheitsgründen…

pilotenhy4Da guckt man erst mal schräg. Wo doch angeblich auch bei der Cargo auf der Flughafen-Südseite alle Sicherheitskontrollen vorhanden seien, wäre kein Problem, ich hatte auch angeboten, Pass- und Lizenzdaten vorab zu liefern, wie üblich bei solch außergewöhnlichen Vorhaben. Und dann das…

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Also beginnt man (frau) zu recherchieren. Und heraus kam, dass wohl alle näher Beteiligten, ganz schön viel Angst hatten, dass etwas beim Vorfliegen schief gehen könnte.

Durch den viel zu frühen morgendlichen Termin, wenn man auch Gäste aus dem Ausland und der gesamten Republik erwartet, mussten einige der arbeitenden Anwesenden schon am Vorabend anreisen und bekamen so hautnah mit, wie das Flugzeug, das per LKW aus Slowenien anreiste, abends noch zusammengebaut wurde. Und welch aufwändige Sicherheitsabsprachen sich dabei hinter den Kulissen abspielten.

letruckSo sollte etwa der Feuerwehrtruck einerseits ganz nah bei allen möglichen Gefahrenbereichen positioniert sein, andererseits aber auch nicht im Weg stehen. Im Endeffekt versperrte er die Sicht auf den Start der HY4. Im Nachhinein konnte ich verstehen, dass die Verkehrsmangementverantwortlichen sich nicht auch noch überlegen wollten, wo sie ein weiteres Kleinflugzeug sicher hinstellen sollten.

flughy4Selbst das Flugprogramm war nicht in Stein gemeißelt. Es sollte nach dem Abheben ein Teardrop geflogen werden, dann ein tiefer Überflug und eventuell noch weitere Manöver. Das würden aber die Piloten erst im Flug entscheiden. Beim Teardrop verschwand der Flieger für einige Zeit aus dem Sichtbereich der zahlreichen Zuschauer, kam aber dann für einen weiteren Vorbeiflug zurück.

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Vor dem Rollen der HY4 in den Sperrbereich zu den geladenen Gästen und den arbeitenden Journalisten mussten die beiden Piloten sich noch schnell der Helme und Kopfschutz-Brandmasken entledigen – bevor die Fotografenmeute mit ihren Klicks drauflosfeuerte.

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Einer der beiden Testpiloten: Johannes Anton

Dann aber waren alle erleichtert. Die Freude, dass alles sicher und gut abgelaufen war, war zu sehen und zu spüren. Nur, wenn das so eine Frage war, es um Haaresbreite auch anders ausgehen hätte können… Eine zukunftsweisende Technik muss schon mehr Stabilität beweisen. Da muss auch mal eine Cessna nebenan parken können, ohne dass jeder Angst hat, dass alles in die Luft fliegt.

beineEin Projekt dieser Tragweite braucht natürlich auch Sponsoren. Und die stellten, abgesehen von den Entwicklern und Technikern, die geladenen Gäste. Einschließlich der Ehefrauen und sonstigem weiblichem Anhang. Warum sich diese Damen dann ins Cockpit setzen müssen und ihre Stöckelschuh-besohlten Füße auf die Pedale legen, ist unbegreiflich. Das störte vor allem die Fotografen, die mühsam versuchten, ihre Fotos ohne das menschliche Beiwerk zu bekommen.

ankunftDas Wetter spielte perfekt mit und mittags knallte die Sonne dann so richtig spätsommerlich schön und heiß aufs Vorfeld. Gute Stimmung brachte auch der Austausch mit langjährigen Kollegen. Und so bekamen wir danach auch noch die richtige Übersicht von oben: mit einem herzlichen Besuch am Stuttgarter Tower.

twr-stuttDen „neuen“ Tower kenne ich nun, seitdem er in Betrieb ist. Genauer gesagt, habe ich die Nacht des Umzugs auf die Südseite mit den Lotsen miterlebt. Tagsüber mein normaler 10 Stunden Tag in der Flugsicherung in Offenbach, dann abends nach Stuttgart (der Fotograf chauffierte) und am nächsten Tag wieder frisch und fröhlich an meinem Arbeitsplatz in der HV. Der daraus im Mitarbeitermagazin der Flugsicherung entstandene Bericht: Seite 1, Seite 2, Seite 3.

Zurück zur HY4. Trotz aller Anmerkungen in diesem Beitrag gilt, was ich auch hier im Ursprungsbeitrag geschrieben habe:

Ohne die Pioniere, die mehr wagen als der Durchschnitt, ohne Forscher, die sich tatkräftig für die Zukunft einsetzen, werden wir die Probleme der Zukunft nicht lösen können. Nur sollte man nicht versuchen, dem Publikum Sicherheit und Trallala vorzuspielen, wenn die Realität hinter dem Außenbild noch anders aus sieht.

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Und noch eine Berichtigung zu swr.de (am 10.10.2016 noch so online)

Der Geschäftsführer des Flughafens Stuttgart, Georg Fundel nannte Wasserstoff-Brennstoffzellen-Flugzeuge eine „Alternative zu Kerosin-betriebenen, kleinen Flugzeugen“, von denen auch lärmgeplagte Anwohner profitieren würden.

Kleinere Flugzeuge werden nicht mit Kerosin betrieben. Heute nicht und morgen nicht und überhaupt.

Es gibt einige ganz wenige Kleinflugzeuge, die Dieselmotoren haben; das wäre dann technisch zumindest auf einer Ebene mit Kerosin. Aber die überwiegende Masse heute fliegt mit AvGas100LL und das ist hochgetunetes Superbenzin (furchtbar vereinfacht ausgedrückt).

Näheres siehe in den grauen Erklärungen hier (seit August 2016 online).

Sollte der Geschäftsführer des Flughafens Stuttgart das tatsächlich so gesagt haben (ich habe es nicht mitbekommen), dann wäre das als Journalist sofort zu hinterfragen. Setzt allerdings Basiswissen über Sprit voraus …

Gerade gesehen, im Vorspann kam das auch schon vor, das Unwissen hat System:

Flugzeuge tanken Kerosin, Autos Benzin oder Diesel – das muss nicht so sein. Neben Elektroautos auf der Straße gibt es auch Elektroflugzeuge. Ein besonderes ist am Donnerstag über Stuttgart gekreist.

Nun, so viiiele Elektroflugzeuge gibt es noch nicht. Es war gerade mal eines in der Luft. Und gekreist ist das auch nicht. Es flog bis auf die Umkehrkurve ziemlich geradeaus der Landebahn entlang.

Kleinere Flugzeuge tanken schon seit jeher „Benzin“. Nur, dass die Additive im Autobenzin den meisten Flugzeug-Ottomotoren eher schaden. Daher Av(iation) Gas(oline).

 

 

alle Fotos: (c) Kleisny

Der Stoff zum Abheben: Die Suche nach dem Flugzeug-Antrieb der Zukunft

Auch Linienpiloten fangen klein an und fliegen zunächst auf kleinen Flugzeugen. Die allerdings werden über kurz oder lang auf dem Boden bleiben müssen, wenn nicht endlich ein umweltfreundlicher Ersatztreibstoff entwickelt und zugelassen ist. Langsam wacht die Industrie auf und beginnt, sich um zukünftige Antriebskonzepte zu kümmern…

ankunftGlücklich und vor allem erleichtert strahlen die beiden Piloten nach der Landung des viersitzigen Passagierflugzeuges mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb HY4 in die zahlreichen Kameras der Fotografen. Das Medienecho weltweit war groß, die Berichterstattung über den Erstflug reichte von den USA bis nach China.

Von der ungewöhnlichen Ruhe im Cockpit während des Fluges erzählen die Piloten. Stille, also der Ausfall vom Motorenlärm während des Fluges, läßt beim Verbrennungsmotor eher das Herz eines Piloten bis zum Anschlag rasen.

Extrem hohe Sicherheitsvorkehrungen am Boden waren dem Rekordflug vorausgegangen: Aus Slowenien kam der Flieger per Straßentransport zum Stuttgarter Flughafen. Noch am Abend vorher beim Zusammenbau des Flugzeugs war sich keiner sicher, dass alles so erfolgreich über die Bühne gehen würde. Der Standort der Feuerwehr-Einsatzfahrzeuge wurde mehrfach geändert. Damit sie nah genug an der Landebahn und den zahlreichen geladenen Gästen und Journalisten positioniert waren, versperrten sie letztendlich die Sicht auf den Start der HY4.

Kleisny1-FY4Das auffallende Doppelrumpf-Design des zukunftsweisenden Flugzeugs erinnert an Konstruktionen von Burt Rutan: White Knight (Trägerflugzeug des Raumschiffs SpaceShipOne) scheint Blaupause gestanden zu haben. “Ja”, meint Josef Kallo, der smarte und sonst stets lächelnde Professor der Universität Ulm und Leiter des Projektes HY4 im DLR etwas uneasy, “wir haben uns davon inspirieren lassen. Rutan hat keinen Markenschutz darauf.”

Warum aber sucht man die Zukunft eines emissionslosen Antriebes für Motorflugzeuge gerade in der parallelen Zusammensetzung von zwei Segelflugzeugen?

Jahrelang gab es keine nennenswerte Bewegung in der Entwicklung von neuen Flugzeug-Verbrennungsmotoren. Der technische Stand der Motoren der beiden Marktführer Lycoming und Continental ist im wesentlichen seit den 1960er Jahren unverändert. Der Verbrennungsmotor läuft und läuft.

Aber Umweltverbände rücken auch im gelobten Fliegerland USA den Herstellern auf die Pelle. Erfolgreich konnte die amerikanische Pilotenvereinigung AOPA eine harte Frist abwenden, ab der der übliche Treibstoff für die Allgemeine Luftfahrt, AvGas 100LL, in den USA nicht mehr zugelassen sein soll. Zurzeit hat die amerikanische Behörde FAA kein Ablaufdatum vorgegeben bis die technische Entwicklung einen brauchbaren bleifreien Ersatztreibstoff oder einen neuen Antrieb findet. Aber staatliche Förderprogramme sollen die schnelle Lösungsfindung forcieren.

In Europa guckt man behördlicherweise (EASA) wie üblich über den Teich und wartet ab. Die Industrie sucht aber auch hierzulande bereits nach Lösungen. Die Zukunft der Allgemeinen Luftfahrt-Antriebe scheint hier in zwei unterschiedlichen Ansätzen von umweltfreundlichen Antrieben zu liegen.

Das E-Plane

Alternativen für AvGas 100LL
Dass in den USA als Lösung vorrangig nach einem umweltfreundlicheren Sprit gesucht wird, liegt an der staatlich geförderten Forschung namens Piston Aviation Fuels Initiative (PAFI), gestartet im June 2013 als Kooperation zwischen Regierung und Industrie. 7 Millionen Steuerzahler-Dollar flossen 2016 in dieses Projekt. Ende März wurden von der Luftfahrtbehörde FAA zwei Brennstoffe von Shell und Swift Fuel zur nächsten Testphase zugelassen.

00SF Swift Fuel
Nach Angaben der FAA hat der aus 85% Mesitylene und 15% Isopentane bestehende Kraftstoff mit 104,4 sogar eine höhere Oktanzahl als die geforderte 100 und zeigt damit bessere Leistungswerte als das bisherige AvGas. Er wird aus Biomasse hergestellt. Der Preis soll mit 100LL vergleichbar sein.

Shell Unleaded 100-Octane Fuel
ist der zweite Zukunftssprit, der es im Frühjahr 2016 in die nächste Entwicklungsphase geschafft hat. Der Treibstoff basiert auf Alkylaten und ist mit Additiven versetzt. Der Preis soll sich im Rahmen von 100LL bewegen oder höher.

Airbus untersucht zurzeit einen Versuchsträger mit elektrischem Antrieb. Der E-Fan soll elektrische Konzepte auch für spätere große Flugzeuge erforschen. Als einsitziges Flugzeug ist der E-Fan noch weit von seinem nächsten Ziel als viersitziges Schulflugzeug entfernt. Trotzdem: Konstrukteur und Testpilot Didier Esteyne ist von seiner Entwicklung überzeugt. Auch er schwärmt von der Ruhe im Cockpit und damit einer neuen Erfahrung beim Fliegen.

Die Akkus können bei E-Plane von einem herkömmlichen Verbrennungsmotor (am “Rücksitz” statt dem zweiten Piloten) während des Fluges aufgeladen werden, um die Reichweite des Fliegers zu vergrößern. Analog zu elektrisch angetriebenen BMW-PKWs, die einen kleinen Verbrennungsmotor als “Range Extender” im Kofferraum mitführen.

Obwohl heute verfügbare Lithium-Ionen-Akkus noch zu schwer, zu gefährlich sind und viel zu wenig Kapazität für längere Flüge haben, will sich Airbus einen Erfahrungsvorsprung für elektrische Antriebstechnik sichern, egal woher der Strom zurzeit noch kommt. Die Techniker und Test-Piloten erforschen die Steuerung und die Leistungskurve des E-Fans, die unterschiedliche Leistungsentfaltung eines Elektromotors. Der sieht eher aus aus wie Jet-Triebwerk, ummantelte Propeller-Blätter in einer Röhre, die dem ganzen Versuchsträger den Namen (E-Fan) gaben.

Das Brennstoffzellen-Flugzeug

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Auf eine andere Technik setzt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart. Das DLR entwickelte gemeinsam mit dem Slowenischen Flugzeug-Hersteller Pipistrel und der Universität Ulm das Brennstoffzellen-Flugzeug HY4. Auch die HY4 hat eine kleine Batterie mit an Bord, die beim Start mitunterstützt und die Energie puffert. Sonst aber wird die elektrische Energie erst im Flug ganz umweltfreundlich und leise erzeugt von einer Wasserstoff-Brennstoffzelle. Die wandelt den mitgeführten Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft in Wasser um. Die elektrische Energie, die dabei frei wird, treibt den E-Motor an. Und alles was beim Auspuff hinten rauskommt, sind Wassertröpfchen. Video

Die Chancen für die Zukunft

hkl-eplane1In beiden Fällen ist die Bezeichnung “umweltneutral” noch eine Täuschung. Beim E-Plane stört noch der Verbrennungsmotor als Hilfsmittel. Erst wenn der Akku ausschließlich mit Windenergie oder ähnlichem aufgeladen wird, sieht die Energiebilanz auch real wie in der Werbung und den zahlreichen Presseberichten geschildert besser aus.

Das Gleiche gilt für die Herstellung des Wasserstoffes beim HY4. Erst wenn die Energie dazu auch umweltneutral ist, kann man korrekterweise von null Emission beim Antrieb sprechen.
Allerdings lässt sich die Herstellung an andere Orte verlegen, als der Flieger abhebt. Und der könnte dann laut- und emissionslos auch in Naturschutzgebieten unterwegs sein.

Das Problem des zusätzlichen Gewichts ist beiden Techniken gemein. Erhöhte Gefahren ebenso. Zwar explodiert Wasserstoff alleine nicht. Lecks bilden allerdings ein Sicherheitsrisiko, sobald aus dem Gas in einem abgeschlossenen Bereich ein Wasserstoff-Luft-Gemisch entsteht.
Um andererseits das Gewicht beim Elektroantrieb des E-Planes wenigstens einigermassen verträglich zu halten, versucht man dort, energetisch bessere Speicher zu einzusetzen. Die wiederum (Lithium-Ionen-Akkus) sind eher mit negativen Schlagzeilen, auch aus der Luftfahrt, bekannt.

Zurzeit sind beide Technologien noch weit vom kommerziellen Einsatz entfernt. Aber ohne Forschung und tatkräftige Menschen, die sich für die Lösung auch hartnäckiger, technischer Probleme einsetzen, wird es keine neue anwendbare Technologien geben.

Die praktischen Flüge sind wichtig, auch wenn die Technologien im Einzelnen noch nicht so perfekt sind wie sie für den kommerziellen Einsatz sein müssen. Denn im Labor funktioniert vieles wunderbar; im Flugzeug, wo Akkus und Wasserstoffbehälter Vibrationen ausgesetzt sind, unterschiedlichen Temperaturen oder Schlägen vom Landen – da muss die Gesamtlösung der Technik hundertprozentig zuverlässig funktionieren. Zuverlässig Nicht Brennen, nicht explodieren und vor allem ausfallsicher sein.

Alle Fotos: (c) H. Kleisny