Bis zu 50 Prozent Energie während des Flugs einsparen

Neue Veröffentlichung weist Weg für Klimaneutralität im Luftverkehr

Mit der Veröffentlichung „The Energy-Efficient Aircraft of the Future: A Long-Term Perspective“ setzt die Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) den Fokus auf die klassischen Disziplinen des Flugzeugbaus, um die Klimaneutralität bis 2050 im Luftverkehr zu ermöglichen. Das Paper, das unter Mitwirkung mehrerer Experten von der Technischen Universität Braunschweig entstand, zeigt Maßnahmen auf, wie die Energieeffizienz von Flugzeugen im Luftverkehr deutlich verbessert werden kann.

Das Ziel, die Klimaauswirkungen des Luftverkehrs drastisch zu reduzieren und bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen, stellt die Luftverkehrsbranche vor enorme Herausforderungen. Möglich ist das nur mit erneuerbaren und nachhaltigen Energiequellen wie nachhaltigen Flugtreibstoffen (SAF) oder grünem Wasserstoff. Deren Verfügbarkeit bleibt jedoch begrenzt und die Treibstoffkosten werden im Zuge der Energiewende erheblich steigen. Zielgerichtete Maßnahmen, die die Energieeffizienz im Luftverkehr deutlich verbessern – sowohl im Flugzeugbetrieb als auch im Flugzeugdesign – sind daher unerlässlich.

Zu diesem Zweck diskutieren die elf Autoren aus Industrie und Forschung, darunter vier Autoren der TU Braunschweig (Prof. Jens Friedrichs, Prof. Rolf Radespiel, Prof. Cord Rossow und Prof. Martin Wiedemann) in dem Paper „The Energy-Efficient Aircraft of the Future: A Long-Term Perspective“: Sie erörtern verschiedene technologische Perspektiven in einem ausgewogenen Ansatz, der sowohl die Potenziale als auch die Herausforderungen berücksichtigt, die mit einer deutlichen Verbesserung der Energieeffizienz einhergehen. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen skizzieren sie einen Weg, um den Energieverbrauch zukünftiger Flugzeuge um mindestens 50 Prozent zu senken.

„Wir können bis zu 50 Prozent Energie während des Flugs einsparen, wenn alle Disziplinen konsequent zusammenarbeiten. Das gilt natürlich für die Antriebe und deren Integration ins Flugzeug aber eben auch weit darüber hinaus. Mit diesem Paper zeigen wir, welche Potenziale es gibt und wo die Herausforderungen auf den Weg zu einem emissionsfreien Luftverkehr liegen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Jens Friedrichs.

„Wichtig ist, alle Stakeholder abzuholen und das Verständnis für die anderen Disziplinen zu schaffen, um große Schritte zu mehr Energieeffizienz und damit letztlich in Richtung Klimaneutralität bis 2050 zu ermöglichen.“

Eine verbesserte Energieeffizienz hat einen direkten positiven Einfluss auf die Klimabilanz eines Flugzeugs. Denn wenn weniger Energie für den Betrieb eines Flugzeugs benötigt wird, wird weniger Treibstoff verbraucht. Einige Schlüsseltechnologien können schon deutlich vor 2050 in zukünftige Klassen von großen Transportflugzeugen integriert werden. Dazu zählen untern anderem

• die Reduzierung des aerodynamischen Widerstands,
• die Gewichtsreduzierung durch den konsequenten Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen (CFK) in Flugzeugzellenstrukturen,
• die synergetische Integration von neuen Antriebstechnologien sowie
• die aktive Steuerung des Flugzeugs.

Letzteres ermöglicht, zum Beispiel, die aktive Verringerung von Böenbelastungen, Manöverbelastungen und sogar die Flatterkontrolle, wodurch das Flugzeuggewicht erheblich reduziert und die Realisierung von Tragflächen mit extrem hohen Streckungen ermöglicht wird. Ebenfalls betrachtet werden mögliche Herausforderungen bei zukünftigen Flugzeugkonfigurationen für ein wettbewerbsfähiges Flugzeug (sowohl in wirtschaftlicher als auch in ökologischer Hinsicht) und Herausforderungen in Hinblick auf die Integration in das Gesamtsystem des Luftverkehrs.

„Wir dürfen in der Debatte über nachhaltige Flugkraftstoffe und Wasserstoff die Weiterentwicklung der klassischen Disziplinen des Flugzeugbaus nicht vernachlässigen. Sie können entscheidend dazu beitragen, dass wir Klimaneutralität bis 2050 erreichen. Wir als DGLR setzen uns dafür ein, diesen Weg als Branche zu gehen, um die Potenziale, die es hier gibt, zu heben – unabhängig von industriellen oder politischen Richtungen und mit dem Fokus auf wissenschaftlich-technische Machbarkeit“, sagt Roland Gerhards, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt zur Veröffentlichung des DGLR-Papers.

Das ganze Paper hier lesen (PDF)