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Siemens Elektromotor mit Rekordleistung für Luftfahrzeuge

| Redakteur: Stefanie Michel

Der Einsatz elektrisch angetriebener Flugzeuge oder Helikopter kann Realität werden, denn Siemens hat einen Elektromotor entwickelt, der fünf Mal leistungsfähiger ist als bisherige Motoren. Schon in diesem Jahr soll es Flugerprobungen geben.

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Der leistungsstarke und dennoch leichte Elektromotor macht nun größere, elektrisch angetriebene Flugzeuge realistisch.
Der leistungsstarke und dennoch leichte Elektromotor macht nun größere, elektrisch angetriebene Flugzeuge realistisch.
(Bild: Siemens)

Siemens-Forscher haben einen neuartigen Elektromotor entwickelt, der bei einem Gewicht von nur 50 kg rund 260 kW elektrische Dauerleistung liefert – fünfmal so viel wie vergleichbare Antriebe. Der Motor ist speziell für den Einsatz in Luftfahrzeugen konzipiert. Dank seines Rekord-Leistungsgewichtes können nun erstmals auch größere Flugzeuge mit Startgewichten von bis zu 2 t elektrisch angetrieben werden.

Um den Weltrekord-Motor zu realisieren, haben die Siemens-Experten alle Komponenten bisheriger Elektromotoren auf den Prüfstand gestellt und bis ans technische Limit optimiert. So konnte beispielsweise das Gewicht des Lagerschildes von 10,5 kg auf 4,9 kg reduziert werden. Diese Optimierung gelang nur mithilfe der CAD-Software NX Nastran: hier konnten Elemente im Bauteil identifiziert werden, die kaum belastet und damit entbehrlich sind. So erreicht der Antrieb nun ein Leistungsgewicht von 5 kW/kg – vergleichbar starke Elektromotoren in der Industrie liegen unter 1 kW/kg, Antriebe für Elektroautos liefern rund 2 kW/kg.

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Optimierung nur durch Wissen um Elektromotoren und Umrichtern möglich

Auch Veränderungen im elektromagnetischen Desgin sowie ein intelligentes Abwärmekonzept halfen, das Gewicht weiter zu reduzieren. Möglich war dies nur durch das vertiefte Verständnis von Umrichtern und Elektromotoren, wie es Siemens aufgrund der jahrzehntelangen Erfahrung aufweisen kann.

Die Rekord-Leistung gibt der neue Elektromotor bereits bei einer Drehzahl von nur 2500 min-1 und kann somit einen Propeller direkt, ganz ohne Getriebe, antreiben. „Damit werden seriell-hybride Elektroflugzeuge mit vier oder mehr Sitzen möglich“, sagt Frank Anton, Leiter E-Aircraft bei der zentralen Siemens-Forschung Corporate Technology. Noch im Jahr 2015 soll der Motor in die Flugerprobung gehen. Im nächsten Schritt wollen die Siemens-Forscher die Leistung weiter steigern. „Mittelfristig halten wir hybrid-elektrisch angetriebene Regionalflugzeuge mit 50 bis 100 Passagieren für realistisch“, erklärt Anton. Dafür würde eine Leistung von 500 kW bis zu 2 MW ausreichen. Durch den Einsatz von hybriden Elektroantrieben ließe sich der Kraftstoffverbrauch um etwa 25 % verringern, so dass die Gesamtkosten des Flugzeugs um ungefähr 12 % sinken würden. Das könnte den regionalen Luftverkehr revolutionieren.

Bereits im Jahr 2013 hatten Siemens, Airbus und Diamond Aircraft gemeinsam den Motorsegler DA36 E-Star 2 mit seriell-hybridem Elektroantrieb zum Erstflug gebracht. Damals hatte das Flugzeug eine Motorleistung von 60 kW.

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