Das winzige Elektroflugzeug der NASA ist fast startbereit

0
141

Das erste Elektroflugzeug der NASA ist startklar.

In den letzten fünf Jahren hat ein kleines Team von NASA-Ingenieuren daran gearbeitet, ein italienisches Tecnam P2006T-Flugzeug so umzubauen, dass es nur mit Batteriestrom betrieben wird. Die X-57 Maxwell, benannt nach dem schottischen Physiker James Clerk Maxwell aus dem 19. .

Dieser Flug wird, wenn er stattfindet, einen entscheidenden Meilenstein für die NASA darstellen, die von Präsident Joe Biden beauftragt wurde, ihre Ressourcen stärker auf die Verringerung der Auswirkungen des Klimawandels zu konzentrieren.

NASA-Administrator Bill Nelson besuchte letzte Woche Armstrong, wo er das winzige zweisitzige Flugzeug aus der Nähe betrachtete. In einem Interview mit The Verge sagte Nelson, dass die Technologie, die der X-57 zugrunde liegt, bei den Bemühungen zur Dekarbonisierung der Luftfahrtindustrie entscheidend sein wird.

“Sie bereiten sich darauf vor, das hier zu fliegen”, sagte Nelson. „Und es ist der erste Demonstrator eines vollelektrischen [Flugzeugs].“

“Sie bereiten sich darauf vor, das zu fliegen”

In der Konzeptform hat der X-57 ein einzigartiges Aussehen. (Wired nannte es bereits 2016 “albern wie die Hölle”.) Die Flügel mit hohem Seitenverhältnis sind viel dünner als typische Flugzeugflügel, ausgekleidet mit 12 Elektromotoren mit Propellern, um den Auftrieb zu unterstützen, und zwei größeren Motoren am Ende, um das Reisen zu erleichtern . Bei Nichtgebrauch klappen die 12 kleineren Motoren ein, um den Luftwiderstand zu reduzieren. Die NASA erwartet, dass die X-57 eine Reichweite von etwa 100 Meilen und eine Reisegeschwindigkeit von 172 Meilen pro Stunde haben wird. Es wird auch eine maximale Flugzeit von ungefähr 40 Minuten haben.

Aber in Wirklichkeit müssen die Motoren noch eingebaut werden, und die X-57 sieht immer noch aus wie ein normales Leichtflugzeug, das Sie können auf jedem Flugplatz sehen. Nelson sagte, der Prototyp werde sich bald in das Bild des Flugzeugs „verwandeln“, das die NASA erstmals 2016 enthüllte. Von dort aus wird das Team eine Hybridversion bauen, die sowohl mit Strom als auch mit Gas betrieben werden kann.

„All dies hat den Zweck, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, die Umweltverschmutzung zu verringern und die Kosten vernünftig zu halten“, sagte er.

Der X-57 in Konzeptform. NASA

Eines der Haupthindernisse, die der elektrischen Luftfahrt im Wege stehen, ist das Gewicht der Batterie. Die Energiedichte – die in einer Batterie gespeicherte Energiemenge – ist die Schlüsselkennzahl, und die heutigen Batterien enthalten nicht genug Energie, um die meisten Flugzeuge vom Boden abzuheben und den Flug über mehr als ein paar hundert Meilen hinaus aufrechtzuerhalten. Zum Abwägen: Kerosin verbraucht etwa 43-mal mehr Energie als eine ebenso schwere Batterie.

Die X-57 benötigt für ihre Forschungsflüge etwa 800 Pfund Batterie, sagte Sean Clark, leitender Ermittler am Armstrong Flight Research Center. Eine der vom X-57-Team entwickelten Innovationen war ein Installationspaket, das eine ausgefallene Batteriezelle absorbieren kann, nachdem ihre Energie verbraucht ist, wodurch der Ausfall eines gesamten Batteriepakets verhindert wird. Dieses experimentelle Installationspaket wird bereits kommerzialisiert und von den Auftragnehmern der NASA verwendet. „Man muss auf Misserfolge vorbereitet sein“, sagte Clark.

Die meisten Unternehmen, die an Elektroflugzeugen arbeiten, sagen, dass ihre Prototypen für kurze Fahrten innerhalb einer Stadt nützlich sein werden, beispielsweise von Lower Manhattan zum Flughafen JFK. Nelson sagte, diese Lufttaxis könnten sich als nützlich erweisen, um die Überlastung auf städtischen Straßen zu reduzieren.

„Man muss auf Fehler vorbereitet sein“

„Man könnte Short-Hop-Flugzeuge haben … zwischen Städten, die nicht weit voneinander entfernt sind“, sagte er. „In einer Großstadt wie Los Angeles könnte man jedoch sogar Intracity haben, von einem Teil von Los Angeles zu einem anderen fahren und so den Stau um vier Uhr auf den Freeways vermeiden.“

Die Luftfahrtindustrie verursacht nur etwa 2 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen. Aber die Bemühungen, den Lärm und die Umweltverschmutzung durch das Fliegen zu beseitigen, nehmen (verzeihen Sie das Wortspiel) in vielerlei Hinsicht wirklich Fahrt auf. Herauszufinden, wie man Kerosin gegen schwere Lithium-Ionen-Batterien austauscht, war ein großer Knackpunkt – einen, den das NASA-Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren für gut geeignet hält.

NASA-Administrator Bill Nelson und stellvertretende Administratorin Pam Melroy vor der X-57 Maxwell NASA/Joshua Fisher

“Werden wir es ernst meinen mit dem Versuch, den Planeten zu retten?” sagte Nelson. „Es gibt viele andere Dinge, die viel mehr verschmutzen, nämlich Kohlekraftwerke. Aber Tatsache ist, dass wir an ihnen allen arbeiten müssen.“

Clark sagte, dass die NASA bereits große Fortschritte in der Batterietechnologie gemacht habe, die dem Flugzeug helfen werden, Auftrieb zu erreichen und eine Reiseflughöhe aufrechtzuerhalten. Die Entwicklung der Batterietechnologie durch das X-57-Team, zusammen mit der Unterbringung von Energiespeichern in den Rumpf, in dem die Motoren untergebracht sind, war wertvoll, zusammen mit der Entwicklung eines Prozesses zur Durchführung von „Gesundheitsprüfungen“ an Batterie und Motoren während des Fluges, Clark genannt.

Diese Details werden veröffentlicht und mit der Luftfahrt-Community geteilt, um ihre eigenen Bemühungen zu unterstützen. „Noch vor dem Erstflug können wir diese neue Branche unterstützen und diese neue Technologie ankurbeln“, sagte Clark.

Elektroflugzeuge stehen noch am Anfang, aber die Unternehmen, die Prototypen entwickeln, haben bereits eigene Testflüge durchgeführt. Die NASA möchte, dass es eine Einbahnstraße ist: Sie teilen Daten mit uns, und wir teilen auch unsere Erkenntnisse.

“Noch vor dem Erstflug können wir diese neue Branche unterstützen und diese neue Technologie ankurbeln”

Im vergangenen Monat startete die NASA mit Joby Aviation, dem kürzlich an die Börse gegangenen nordkalifornischen Unternehmen, Testflüge von Flugzeugen mit elektrischem Vertikalstart und -landung (eVTOL). Die Agentur überwacht das Geräuschprofil des Flugzeugs genau, um zu sehen, wie gut es im Vergleich zu Hubschraubern und anderen gasbetriebenen Fahrzeugen abschneidet. Ein wichtiges Verkaufsargument für eVTOL-Unternehmen ist, dass diese Flugzeuge deutlich leiser sind als Hubschrauber und daher besser für Flüge über besiedelte Gebiete geeignet sind.

Die Testflüge sind Teil einer nationalen Kampagne der NASA um diese Versuchsflugzeuge in Aktion zu beobachten und Daten zu sammeln. Joby wurde 2009 gegründet und ist das erste eVTOL-Unternehmen, das an der Nationalen Kampagne Advanced Air Mobility (AAM) der NASA teilnimmt.

Die NASA erhält Daten von Joby, und im Gegenzug hat das Unternehmen Komponenten für das X-57-Projekt geliefert, wie beispielsweise seine Elektromotoren, sagte Clark. Wenn diese Zusammenarbeit weiterhin Früchte trägt, könnten die Menschen früher als sie denken, in einem Elektroflugzeug durchfliegen.

“Es ist wirklich wichtig, dass wir die Industrie unterstützen und Joby und anderen Flugzeugherstellern diese Technologie zugänglich machen”, sagte Clark, “um diese Flugzeuge der fliegenden Öffentlichkeit zugänglicher zu machen.”