Alternative Antriebskonzepte im Ultraleichtflug
unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Aspekte

von Helge Berner

 

Kapitel 5: Beschreibung des Sollzustandes

Nachdem im vierten Kapitel eine Analyse durchgeführt wurde, welche Antriebe und Technologien zu Einsatz kommen, muss nun definiert werden, was eine mögliche Alternative darstellt.

Dazu ist es nötig die Kriterien festzulegen, die ein neuer Motor erfüllen muss, um als Antrieb in einem Ultraleichtflugzeuge eingesetzt zu werden.

 

Hierfür werden als Orientierung folgende Kriterien festgelegt:

 

Als weiteres Kriterium müssen im Anschluss die Kosten betrachtet werden. Hierbei wird nach Untersuchung der technischen Möglichkeiten betrachtet, ob eine gegebenenfalls bestehende Alternative zu den bisher verwendeten Motoren, auch wirtschaftlich sinnvoll ist. Dabei muss zusätzlich zwischen gewerblicher und privaten Nutzung unterschieden werden, da Flugzeuge von Privatpersonen weniger Flugstunden pro Jahr genutzt werden.

 

5.1 Definition alternativer Antrieb

Um untersuchen zu können, welche alternativen Antriebe zum Einsatz kommen könnten, muss zunächst definiert werden, was überhaupt ein alternativer Antrieb ist. Wie in der Beschreibung des Sollzustandes erwähnt, stellt erst einmal jedes abweichende Antriebskonzept, dass die festgelegten Bedingungen erfüllt und nicht den bisher verwendeten Motoren entspricht, eine Alternative dar.

 

Ob es möglich ist beispielsweise einen Elektroantrieb einzusetzen, der somit nicht nur einen alternativen Kraftstoff benutzt, sondern darüber hinaus auch kein Verbrennungsmotor ist, muss im weiteren Verlauf dieser Arbeit untersucht werden. Auch andere Kraftstoffe, die als Antrieb für Verbrennungsmotoren geeignet sind und aus ökologischen Gründen eine Verbesserung zum verwendeten Benzin oder 1:50 Gemisch für Zweitaktmotoren sind, stellen grundsätzlich zunächst eine Alternative dar. Ziel ist es zu untersuchen, welche Möglichkeiten bestehen Kraftstoffeinsparungen zu erreichen, ohne auf den bisherigen Standard bezüglich Sicherheit und Komfort verzichten zu müssen.

Denn auch wenn die Motoren, die meistens vom Hersteller Rotax kommen, vielleicht nicht dem aktuellen Standard der Automobilindustrie entsprechen, funktionieren sie dennoch relativ problemlos und ermöglichen es tausenden von Hobbypiloten, zu überschaubaren Kosten, den Flugsport zu betreiben.

5.2 Alternative Kraftstoffe

Auch vor dem Hintergrund des steigenden Ölverbrauches weltweit und der damit verbundenen Verknappung bzw. Erschöpfung der endlichen Vorräte, sollte analog zum Automobilbereich, auch in der Luftfahrt über erneuerbare Energien nachgedacht werden.

Neben dem bisher verwendeten Benzin, gibt es noch weitere Kraftstoffe, die im Bereich der PKW, zum Einsatz kommen könnten. In wie weit einer Adaption auf den Sektor der Luftfahrt bzw. des Ultraleichtfluges machbar und sinnvoll ist, muss noch untersucht werden. Eine Auflistung möglicher Kraftstoffe und Antriebe ist in Abbildung 918 ersichtlich.

Kraftstoffe
Abb. 9: mögliche Kraftstoffe und Antriebe

Wie auch im Bereich der PKW, stellt sich auch im Bereich des Ultraleichtfliegens die Frage nach der Verfügbarkeit der einzelnen Kraftstoffe. Zusätzlich entsteht noch das Problem des geeigneten Speichermediums, das auch für Ultraleichtfluggeräte geeignet sein muss. Von großer Bedeutung ist dabei, wie auch bei der Wahl eines geeigneten Motors, das Gewicht, sowie der Platzbedarf im Fluggerät. Bei den bisher verwendeten Motoren handelt es sich ausschließlich um Verbrennungsmotoren, da diese seit Jahrzehnten erprobt sind. Als Kraftstoff wird ausschließlich der fossile Energieträger Benzin eingesetzt, da dieser eine hohe Energiedichte besitzt, gut verfügbar ist und sich dazu noch relativ unkompliziert speichern lässt.

Im Gegensatz zur gut ausgebauten Infrastruktur von Tankstellen im Straßenverkehrsnetz, sind Tankstellen an Flugplätzen für Ultraleichtflug nur selten zu finden. Aus diesem Grund sind viele Piloten darauf angewiesen, sich selbstständig mit Kraftstoff zu versorgen, in dem dieser mittels Kanister zum Flugplatz gebracht und dort gelagert wird.

Tankstellen für Ultraleichtflugzeuge

Abb. 10: Tankstellen für Ultraleichtflugzeuge

Bedingt durch diesen Umstand fallen die meisten Kraftstoffe, die im PKW Bereich alternativ eingesetzt werden können, für den Ultraleichtflug aus.

Wie bei Betrachtung der MOGAS Karte in Abbildung 1019 zu sehen ist, sind in Deutschland nur wenige Flugplätze mit einer Tankstelle ausgestattet. Zusätzlich muss dazu noch betrachtet werden, dass hauptsächlich MOGAS, das dem Superbenzin für PKW entspricht, angeboten wird.

 

Zusätzlich bieten einige Flugplätze noch den Kraftstoff JET-A1 an, der dem im PKW verwendeten Dieselkraftstoff sehr ähnlich ist.

Auf Grund der Tatsache, dass der Kraftstoff, sofern er nicht direkt am Flugplatz verfügbar ist, mittels geeigneter Behälter transportiert, gelagert und bei Bedarf getankt werden muss, entfallen einige Kraftstoffe, die eventuell für PKW zum Einsatz kommen könnten. Nach derzeitigen Stand der Technik und dem Ausbau der Infrastruktur an den meist kleinen Flugplätzen, ist die Verwendung von Kraftstoffen wie LPG, CNG oder Wasserstoff nicht möglich.

Allerdings verfügt jeder Flugplatz, auch zum Betrieb der notwendigen Sprechfunkgeräte und sonstigen technischen Einrichtungen, über einen Stromanschluss.

5.3 Festlegung der möglichen Kraftstoffe

Somit stehen als Kraftstoff das bekannte und am meisten verbreitete Benzin, sowie auch Dieselkraftstoff und elektrischer Strom als mögliche Antriebsenergie zur Verfügung.

Sofern Motoren und Tanksysteme für Kraftstoffe mit Bioethanol zugelassen sind, können diese ebenfalls verwendet werden.

Die Herausforderung besteht darin einen Antrieb zu finden, der sparsamer als die bisher verwendeten Motoren ist und mittels Benzin, Diesel oder elektrischem Strom betrieben werden kann. Zusätzlich müssen dabei die stark limitierenden Gewichtsbeschränkungen eingehalten werden.

Hierzu folgt im nächsten Kapitel zunächst eine Analyse der vorhandenen Motoren, sowie deren genauer Kraftstoffverbrauch.

 


Helge Berner

 

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