Am weitesten fortgeschrittene Projekte.

Mehrere Projekte haben signifikante Meilensteine erreicht.

Pipistrel Velis Electro: 

Dies ist das weltweit erste EASA-zugelassene Elektroflugzeug und wird bereits erfolgreich in Flugschulen eingesetzt.

EViation Alice: 

Hat erfolgreich die ersten Passagierflüge absolviert und verfügt über Bestellungen im Wert von über 5 Milliarden US-Dollar. DHL hat beispielsweise 12 Maschinen bestellt, die ab 2027 eingesetzt werden sollen.

Beta CX300/ALIA: 

Gilt als das erste zertifizierbare vollelektrische Passagierflugzeug. Es hat bereits Langstreckenflüge in den USA und nach Europa absolviert. Die FAA-Zertifizierung für die CX300 wird bis Ende 2024 erwartet.

Beta CX300.

Archer Aviation "Midnight": 

Hat bereits bemannte Testflüge in Abu Dhabi begonnen. Archer strebt die FAA-Zertifizierung bis Ende 2024 und erste Auslieferungen im Jahr 2025 an. United Airlines hat 100 Midnights bestellt.

Archer "Midnight".

Joby Aviation eVTOL: 

Hat Testflüge in Dubai abgeschlossen, und der kommerzielle Start in Dubai ist für 2026 geplant, mit exklusiven Betriebsrechten für sechs Jahre.

AirFish 8: 

Dieses Bodeneffektfahrzeug soll 2025 in Dienst gestellt werden, mit einer ersten Kundenbestellung für 10 Flugzeuge.

Heart Aerospace ES-30 / X1: 

Der Demonstrator X1 soll 2025 fliegen. Heart Aerospace plant die Zertifizierung des ES-30 für den kommerziellen Einsatz bis 2026 und hat bereits Bestellungen für 96 ES-30 erhalten.

Rhyxeon RX4E: 

Dieses viersitzige elektrische Flugzeug ist in China bereits für den kommerziellen Betrieb zugelassen.

Batterietechnologie, Regulierung, Infrastruktur und gesellschaftlichen Akzeptanz.

Elektrische Flugzeuge.

Obwohl die Batterietechnologie noch Einschränkungen hinsichtlich Reichweite und Gewicht mit sich bringt, schreitet die Entwicklung schnell voran, und Fortschritte in der Energiedichte von Batterien sind entscheidend für das Wachstum der Elektroflugzeugbranche. Die Branche muss zudem Herausforderungen in der Regulierung, Infrastruktur und gesellschaftlichen Akzeptanz überwinden.

EViation Alice Electric Commuter Plane:

Ein neunsitziges Regionalflugzeug (9 Passagiere plus 2 Piloten/Besatzungsmitglieder). Ursprünglich in Israel entwickelt, dann die Operationen in die USA verlegt. Hat ihren erfolgreichen Erstflug Ende 2022 absolviert. Der Flug dauerte etwa acht Minuten.

Die ursprüngliche Reichweitenprognose von 440 nautischen Meilen (ca. 815 km) wurde auf 250 nautische Meilen (ca. 463 km) verkürzt, da die Batterietechnologie die Erwartungen noch nicht vollständig erfüllt. Ziel ist weiterhin, mit verbesserten Batterien 440 nautische Meilen zu erreichen.

Betriebskosten sind extrem niedrig. Die Stromkosten für einen anderthalbstündigen Flug der Cessna Caravan (mit einem MagniX-Motor, ähnlich Alice) betragen nur 24 USD, verglichen mit 404 USD für Kerosin.

Das Laden für die nächste Etappe kann in nur 30 Minuten erfolgen. Hat Bestellungen im Wert von über 5 Milliarden US-Dollar. DHL hat beispielsweise 12 Maschinen bestellt, die ab 2027 in den USA eingesetzt werden sollen. Das Design beinhaltet drei Motoren, zwei davon an den Flügelspitzen, um die Effizienz durch Reduzierung von Luftwirbeln und besseres Steuern bei Seitenwind zu erhöhen. Ein Vorfall mit einem elektrischen Brand während Bodentests Anfang 2020 führte zur Implementierung zusätzlicher Sicherheitsvorkehrungen, wie feuersichere Batteriekammern, die das Flugzeug im Notfall autark versorgen können. Die Produktion von Hunderten pro Jahr und Tausenden innerhalb der ersten 10 Jahre wird als realistisch angesehen.

Pipistrel Velis Electro:

Der weltweit erste EASA-zugelassene Elektroflieger. Ein zweisitziges Elektroflugzeug. Wird hauptsächlich für Flugstunden und Platzrunden eingesetzt. Hat eine begrenzte Reichweite von ca. 100 km und eine Flugdauer von knapp einer Stunde. Laden des Flugzeugs kostet rund 5 CHF (ca. 5,5 USD) für 40-50 Minuten Flugzeit. Gilt als deutlich leiser und effizienter als Verbrennungsmotoren.

Beta CX300/ALIA:

Ein vollelektrisches Flugzeug, das für konventionellen Start und Landung (CTOL) sowie später für vertikalen Start und Landung (VTOL) ausgelegt ist. Gilt als das erste zertifizierbare vollelektrische Passagierflugzeug. Hat erfolgreich Passagierflüge absolviert: Ein 130 km langer Testflug von Easthampton zum John F. Kennedy Airport in New York dauerte etwa 30 Minuten und kostete nur etwa 8 US-Dollar an Stromverbrauch, völlig emissionsfrei. Dies ist wesentlich günstiger als ein vergleichbarer Helikopterflug. Ausgestattet mit einem Batteriesystem von fünf Modulen mit einer Gesamtkapazität von 225 kWh, das einen 300 kW starken Elektromotor antreibt. Die Reichweite beträgt etwa 463 km (250 nautische Meilen). Hat bereits Langstreckenflüge in den USA (z.B. eine Küste-zu-Küste-Reise von 3.064 nautischen Meilen von Plattsburgh, New York, nach Santa Monica, Kalifornien) und nach Europa (z.B. von Irland über Grossbritannien nach Paris) absolviert. Die FAA-Zertifizierung für die CTOL-Version wird bis Ende 2025 erwartet, die VTOL-Version (ALIA 250) soll 12 bis 18 Monate später folgen. Es gibt bereits frühzeitige Bestellungen von Unternehmen wie Air New Zealand und Bristow Group. Republic Airways hat eine Vereinbarung zur Abnahme eines ALIA-Flugzeugs für Pilottraining und Routenanalyse unterzeichnet. Das Flugzeug ist so leise, dass sich Passagiere während des Fluges normal unterhalten können. Beta Technologies hat eigene Ladesysteme (30 kW und 60 kW Ladegeräte) entwickelt, die UL- und CE-zertifiziert sind und ein Netzwerk in den USA und Europa aufbauen.

Rhyxeon RX4E:

Ein viersitziges Elektroflugzeug aus China. Ist in China bereits für den kommerziellen Betrieb zugelassen, als erstes Flugzeug weltweit für kommerziellen Betrieb. Die Akkus können in nur 10 Minuten getauscht werden. Reichweite: ca. 160 nautische Meilen (ca. 296 km) bei einer Geschwindigkeit von 120 Knoten (ca. 222 km/h).

Aura Aero Integral E:

Ein elektrisch angetriebener Zweisitzer aus Toulouse, Frankreich. Der Prototyp absolvierte seinen ersten Flug im Dezember. Das Antriebssystem soll auch in einem Regionalflugzeug namens ERA verwendet werden.

Cellsius e-Sling:

Ein Projekt des Schweizer Vereins Cellsius, das Studierende der ETH Zürich bei der Entwicklung nachhaltiger Flugzeuge unterstützt. Basiert auf einem Viersitzer-Bausatz (Sling TSi) und verwendet einen batteriebasierten Elektroantrieb. Das Project H2 arbeitet an der Entwicklung eines Brennstoffzellensystems für eine Sling High Wing.

Elektra Solar Elektra Trainer:

Ein Tiefdecker mit Side-by-Side-Cockpit und deutscher UL-Zulassung. Angetrieben von zwei Elektromotoren des Typs HPD50 von Geiger. Reisegeschwindigkeit: 120 km/h, Flugzeit bis zu 3,5 Stunden mit grösserem Akku. 

Universität Stuttgart e-Genius:

Ein elektrisch angetriebener Reisemotorsegler. Basierend auf Komponenten des Pipistrel Taurus.

Hybrid-Elektrische Flugzeuge.

Diese Konzepte kombinieren Elektromotoren mit einem Verbrennungsmotor oder Generatoren, um die Reichweite zu erweitern oder als Backup zu dienen.

Heart Aerospace ES-30 / X1 Demonstrator:

Ein schwedisches Unternehmen, das an einem 30-sitzigen Regionalflugzeug arbeitet. Der Demonstrator Heart X1 ist ein vollelektrisches Experimentalflugzeug. Er ist der grösste elektrisch angetriebene Flugzeug, der je geflogen ist, mit einer Flügelspannweite von 105 Fuss und Kapazität für 30 Personen. Der Erstflug ist für 2025 geplant.

Das spätere Serienmodell ES-30 ist als Hybridsystem konzipiert. Es soll 200 km im vollelektrischen Modus fliegen können. Mit dem Hybridsystem erweitert sich die Reichweite auf 400 km (mit 30 Passagieren) oder sogar 800 km (mit 25 Passagieren). Das Hybridsystem besteht aus zwei Turboprop-Triebwerken an den Aussenflügeln, die mit nachhaltigem Flugkraftstoff (SAF) betrieben werden und unabhängig von den Elektromotoren arbeiten können. Diese können bei Bedarf zugeschaltet werden, z.B. für längere Strecken oder Umleitungen. Die Batterien (800V) sind im hinteren Teil der Kabine untergebracht. Das Flugzeug soll bis 2026 für den kommerziellen Einsatz zertifiziert werden. Die Auslieferungen an Kunden sollen 2028 beginnen. Es gibt bereits Bestellungen für 96 ES-30 Flugzeuge von verschiedenen Fluggesellschaften und Leasingfirmen, darunter Air Canada (30 Stück), United Airlines und Mesa Air Group (200 des Vorgängermodells ES-19, und weitere 100), Scandinavian Airlines, Icelandair, SAS und Sounds Air New Zealand.

Heart Aerospace arbeitet eng mit BAE Systems an der Batterietechnologie und mit Garmin an der Avionik. Eine "Pilot Factory" wird eingerichtet, die den Produktionsprozess beschleunigen soll, um ein Flugzeug pro Monat zu fertigen.

Voltaero Cassio 2 Series:

Ein Hybrid-Elektroflugzeug.

Das Design ist inspiriert vom Piaggio P180 Avanti und nutzt einen einzelnen Heckpropeller, der von Elektromotoren angetrieben wird. Es sollen drei Versionen geben: Cassio 330 (fünfsitzig, 330 kW Hybrid-Elektrisch), Cassio 480 (sechssitzig, 480 kW Hybrid-Elektrisch) und Cassio 600 (10-12-sitzig, 600 kW Hybrid-Elektrisch). Kann eine Reichweite von bis zu 800 Meilen erreichen. Der Erstprototyp Cassio 1 absolvierte über 100 Testflüge.

Voltaero Cassio.

Smartflyer SF-1:

Ein viersitziges Flugzeug aus der Schweiz. Der Elektromotor samt Propeller ist am Heckleitwerk angebracht. Kann wahlweise ein Akkupack, einen Verbrennungsmotor als Range Extender oder eine Brennstoffzelle in der Nase aufnehmen. Der Erstflug soll 2025 erfolgen.

Apus i-2:

Ein Wasserstoff-Hybrid-Zweimot.

Bristell B23 Energic:

Fliegt mit Schweizer Antriebs- und Akkutechnik der Firma H55, einem Spin-off des Solar Impulse Projekts. Hat erste Flüge im Wallis absolviert. Eine Zulassung steht noch aus.

H55.

H55 arbeitet an Elektromotoren, Steuerungen und Batterien, um gewöhnliche Flieger in E-Flugzeuge umzurüsten. Die Leistungsfähigkeit des Elektromotors bleibt auch in grosser Höhe konstant, im Gegensatz zu Benzinmotoren. Die Zertifizierung ist komplex, da gezeigt werden muss, dass Batterien nicht brennen können

Wasserstoffbrennstoffzellen-Flugzeuge (Hydroelektrisch).

Diese Flugzeuge erzeugen Elektrizität für die Motoren durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in einer Brennstoffzelle, wobei Wasser das einzige Abfallprodukt ist.

ZeroAvia:

Betreibt das weltweit erste kommerzielle Flugzeug, das mit einer Wasserstoffbrennstoffzelle geflogen ist. Der Erstflug dauerte 15 Minuten. Längere Flüge von rund 400 km in etwa 2 Stunden sind geplant. Zielt darauf ab, ein skalierbares System zu entwickeln, das von kleinen Flugzeugen bis hin zu Schmalrumpfflugzeugen wie dem Airbus A320 reichen soll, mit Fokus auf den Einsatz ab 2030. Die Energiedichte von Wasserstoff pro Kilogramm ist dreimal so hoch wie die von Kerosin. Arbeitet an der Infrastruktur für die emissionsfreie Produktion, Lagerung und Betankung von Wasserstoff an Flughäfen.

Kasaero DS-2C/HY:

Ein amphibischer Prototyp, der eine Wasserstoff-Brennstoffzelle mit einer Pufferbatterie und einem Elektromotor kombiniert. Der 70 kW Motor kann mit einem 7 kg Wasserstofftank vergleichbare Flugzeiten wie benzinbetriebene Flugzeuge erreichen.

JetZero:

Ein Projekt, das sich auf Wasserstoff- oder e-Fuels-betriebene Flugzeuge konzentriert, aber auch einen elektrischen Antrieb in Betracht zieht. In Partnerschaft mit United Airlines.

eVTOLs (Electric Vertical Take-off and Landing Aircrafts).

VTOLs (Electric Vertical Take-off and Landing Aircraft) sind elektrische Flugzeuge mit Senkrechtstart und -landung. Sie stellen eine der vielfältigen Entwicklungsrichtungen im Bereich der Elektroflugzeuge dar, zu denen auch herkömmliche Elektroflugzeuge gehören. Die Entwicklung von eVTOLs ist Teil einer globalen industriellen Revolution in der Luftfahrt, die darauf abzielt, CO₂-Emissionen massiv zu reduzieren und nachhaltige Alternativen zu fossilen Brennstoffen zu schaffen.

Merkmale und Konzepte von eVTOLs:

Antrieb und Effizienz.

eVTOLs werden von Elektromotoren und Batterien angetrieben. Im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren sind Elektromotoren etwa doppelt so effizient. Dies ermöglicht einen emissionsfreien Betrieb und einen deutlich geringeren Geräuschpegel, insbesondere beim Start. Eine Flugstunde in einem Elektroflugzeug kann im Vergleich zu einem Helikopter wesentlich günstiger sein; eine 30-minütige Strecke von 130 km in der Beta CX300 kostete beispielsweise nur etwa 8 € an Stromverbrauch, während ein Helikopter für die gleiche Strecke 350-500 $ Kraftstoffkosten verursachen würde.

Flugverhalten und Komfort.

Sie sollen ein leises und komfortables Flugerlebnis bieten, bei dem Passagiere sich normal unterhalten können, ohne Kopfhörer zu benötigen. Durch das Ausnutzen des Bodeneffekts können Wing-in-Ground-Effect-Flugzeuge wie der AirFish 8 sanft über der Wasseroberfläche gleiten, ohne Wellen zu berühren, was zu einem reibungslosen Flug ohne Stösse führt.

Start- und Landefähigkeiten.

Die vertikale Start- und Landefähigkeit ermöglicht es eVTOLs, ohne lange Start- und Landebahnen auszukommen und somit auch in städtischen Gebieten oder an Orten mit begrenzter Infrastruktur zu operieren. Einige Modelle wie die Beta ALIA CX300 sind auch für konventionelle Starts und Landungen (CTOL) ausgelegt, um die Zertifizierung zu beschleunigen und flexiblere Einsatzmöglichkeiten zu bieten.

Design-Philosophie.

Die Designs von eVTOLs können stark variieren, da sie auf unterschiedliche Missionen zugeschnitten sind und es noch keinen "optimalen" Standard gibt. Sie stellen oft eine radikale Abkehr von traditionellen Flugzeugdesigns dar.

Anwendungsbereiche: eVTOLs sind für vielfältige Zwecke vorgesehen:

Lufttaxis und urbane Mobilität.

Sie sollen den Verkehr in Städten entlasten und schnelle, emissionsfreie Verbindungen zwischen Stadtzentren und Flughäfen ermöglichen. Beispiele hierfür sind der Archer Aviation "Midnight" und der Joby Aviation eVTOL, die in Städten wie New York, Los Angeles, Miami und Dubai als Lufttaxis eingesetzt werden könnten. Lilium arbeitet an einem siebensitzigen Lufttaxi für Europa.

Regionalflüge.

Sie sind ideal für Kurzstrecken und regionale Verbindungen, da sie weniger Energie verbrauchen und kostengünstiger sind. Die EViation Alice ist ein vollelektrisches Regionalflugzeug für neun Passagiere. Heart Aerospace entwickelt die ES-30, ein 30-sitziges Hybrid-Elektroflugzeug für Regionalrouten.

Fracht- und Logistikdienste.

eVTOLs können für den Transport von Fracht eingesetzt werden, wie es beispielsweise DHL mit der EViation Alice plant. Auch für den Organ- oder Pakettransport sind sie aufgrund ihrer Schnelligkeit und Effizienz geeignet. Der OTTO Aviation Phantom 2500 ist ein elektrisches Frachtflugzeug.

Spezialmissionen.

Dazu gehören medizinische Evakuierungen (MedEvac) und Such- und Rettungseinsätze.

Pilotenschulung.

Kleinere Elektroflugzeuge wie die Pipistrel Velis Electro oder die Bristell B23 Energic werden bereits in Flugschulen eingesetzt, da sie leiser und kostengünstiger sind.

Herausforderungen und Zukunftsaussichten - Die Entwicklung von eVTOLs steht vor mehreren Herausforderungen:

Batterietechnologie.

Die aktuelle Batterietechnologie begrenzt Reichweite und maximale Zuladung von Elektroflugzeugen. Jedoch schreitet die Batterieforschung schnell voran; Batterien haben sich in nur 12 Monaten von 15 Wattstunden pro Kilo auf 400 Wattstunden pro Kilo verbessert. Weitere Fortschritte in der Batterietechnologie sind entscheidend für die Elektrifizierung der Luftfahrt.

Zertifizierung und Regulierung.

Die Zertifizierung neuer eVTOL-Flugzeuge ist ein komplexer und zeitaufwändiger Prozess, da es sich um eine völlig neue Technologie handelt und die Regulierungsbehörden noch Regeln verfeinern müssen. Unternehmen wie Beta Technologies nutzen einen schrittweisen Ansatz, um die Zertifizierung zu beschleunigen, indem sie zuerst Modelle mit konventionellem Start und Landung entwickeln und später die VTOL-Funktion hinzufügen.

Infrastruktur Für den kommerziellen Betrieb ist der Aufbau einer entsprechenden Infrastruktur notwendig, darunter Ladestationen (sogenannte Vertiports) und neue Flugsicherungssysteme (Urban Air Traffic Management, UATM).

Gesellschaftliche Akzeptanz.

Eine grosse Unbekannte ist die Akzeptanz der Bevölkerung gegenüber dieser neuen Transportform.

Trotz dieser Herausforderungen zeigen sich viele Akteure optimistisch. Es wird erwartet, dass der Markt für Advanced Air Mobility in den kommenden 20 bis 25 Jahren einen Wert von bis zu 1,5 Billionen Schweizer Franken erreichen könnte. Unternehmen wie Heart Aerospace arbeiten an Hybrid-Lösungen, die eine elektrische Reichweite von bis zu 200 km bieten und mit Turbogeneratoren für eine erweiterte Reichweite von 400 km (mit 30 Passagieren) oder sogar 800 km (mit 25 Passagieren) kombiniert werden können. Die Auslieferung von Heart Aerospace ES-30 wird ab 2028 erwartet. Das Project H2 des Schweizer Vereins Cellsius befasst sich mit der Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen für Flugzeuge. 

Zu den derzeit aktiven Projekten gehören unter anderem Beta CX300, Archer Aviation "Midnight", Joby Aviation eVTOL, Eve Air Mobility eVTOL Air Taxi, Hyundai eVTOL Air Taxi (Supernal), Heart Aerospace ES-30, United ES-19, Voltaero Cassio 2 (Hybrid-Electric), AirFish 8 (Elektrowasserflugzeug), OTTO Aviation Phantom 2500, 2025 EVAR Electric Airplane, Lillium The European Air Taxi, EViation Alice Electric Commuter Plane, und ein in Betracht gezogenes Tesla Electric Plane.

Archer Aviation "Midnight":

Entwickelt für kurze Strecken mit schnellen, aufeinanderfolgenden Flügen, mit dem Ziel, eine geräuscharme und nachhaltige Luftfahrt zu schaffen. Kann bis zu vier Passagiere und einen Piloten befördern. Der Prototyp "Maker" hat bereits erfolgreiche Übergangsflüge absolviert, bei denen er vertikal abhob und dann in den Horizontalflug überging. Hat bemannte Testflüge in Abu Dhabi begonnen (ab Juli). Zielt auf die FAA-Zertifizierung bis Ende 2024 und erste Auslieferungen im Jahr 2025 ab.

United Airlines hat 100 "Midnight" bestellt.

Die Ladezeit zwischen Flügen beträgt nur 10 Minuten. Archer setzt auf bestehende Technologien und Komponenten, um die Zertifizierung zu beschleunigen und Risiken zu minimieren.

Joby Aviation eVTOL:

Ein weiteres eVTOL-Projekt, das als elektrisches Lufttaxi dienen soll.

Welche Herausforderungen bestehen für Elektroflugzeuge?

Elektroflugzeuge stehen, trotz ihrer vielen Vorteile, vor einer Reihe signifikanter Herausforderungen, die ihre Entwicklung und breite Einführung beeinflussen:

Batterietechnologie und Reichweite.

Geringe Energiedichte und hohes Gewicht: Eine der grössten Herausforderungen ist die Energiedichte von Batterien, die im Vergleich zu Kerosin deutlich niedriger ist. Während gewöhnlicher Treibstoff etwa 40 Megajoule Energie pro Kilogramm liefert, haben heutige Batterien nur etwa 1,5 Megajoule pro Kilogramm. Obwohl Elektromotoren etwa doppelt so effizient sind wie Verbrennungsmotoren, bleibt die Energiedichte der Batterien ein Bruchteil dessen, was mit Benzin erreicht werden kann. Dies führt dazu, dass Batterien zu schwer für Langstreckenflüge sind.

Reichweitenbegrenzung:

Die aktuelle Batterietechnologie beschränkt Elektroflugzeuge auf Kurz- und Mittelstrecken. Beispielsweise hat die Eviation Alice, obwohl sie neun Passagiere befördern kann, derzeit eine Reichweite von nur 250 Seemeilen (ca. 463 km), da die Batterietechnologie noch nicht so weit fortgeschritten ist wie ursprünglich erwartet. Ein herkömmlicher Cessna Caravan fliegt über 1500 km weit, während die elektrische Version nur etwa 200 km schafft.

Sicherheitsbedenken bei Batterien:

Lithium-Batterien können Brände verursachen, die schwer zu löschen sind. Dies erfordert die Implementierung zusätzlicher Sicherheitsebenen, wie die Verteilung des Batteriesystems auf feuersichere Kammern, die jeweils genug Energie liefern, um das Flugzeug notfalls alleine versorgen zu können.

Zertifizierung und Regulierung.

Komplexität und Zeitaufwand:

Der Prozess zur Erlangung der Flugtüchtigkeit und Zertifizierung für neue Elektroflugzeuge und insbesondere für die komplexen eVTOLs (elektrische Flugzeuge mit Senkrechtstart und -landung) ist extrem aufwendig und dauert Jahre. Regulierungsbehörden wie die FAA und EASA müssen die Regeln für diese völlig neuen Technologien erst noch festlegen und verstehen.

Neue Anforderungen an das Design:

Neue Zertifizierungsanforderungen ergeben sich für Aspekte wie den Blitzschlag-Schutz der Flugzeugstruktur und die Fähigkeit, unbeabsichtigter Vereisung sicher zu begegnen.

"Unbekannte Unbekannte": 

Da es sich um eine neuartige Transportform handelt, gibt es viele unvorhergesehene Herausforderungen, die erst im Laufe des Entwicklungsprozesses und der Tests entdeckt werden.

Internationale Harmonisierung:

Die unterschiedlichen regulatorischen Ansätze und das Tempo der Zertifizierung in verschiedenen Ländern (z.B. China im Vergleich zum Westen) stellen eine zusätzliche Hürde dar.

Infrastruktur.

Aufbau von Ladeinfrastruktur: 

Es fehlt eine flächendeckende und standardisierte Ladeinfrastruktur an Flughäfen und in städtischen Gebieten (sogenannte Vertiports). Moderne Ladesysteme können Flugzeuge zwar schnell aufladen (z.B. 30 Minuten für die Eviation Alice oder Heart Aerospace ES-30), aber die Installation und Kompatibilität sind kritisch.

Finanzierung und lokale Akzeptanz.

Regierungen und Flughäfen müssen in diese Infrastruktur investieren. Die Implementierung erfordert zudem die Zusammenarbeit mit vielen einzelnen Städten und das Überwinden unterschiedlicher lokaler Interessen und Bedenken.

Gesellschaftliche Akzeptanz.

Die Akzeptanz der Bevölkerung ist eine grosse Unbekannte. Obwohl der Lärmpegel deutlich reduziert ist, müssen die Unternehmen Vertrauen in die Sicherheit und Praktikabilität der neuen Flugzeuge aufbauen, damit die Menschen sie als Transportmittel annehmen. Ängste vor neuen Technologien oder möglichen Batteriebränden müssen adressiert werden.

Hohe Entwicklungs- und Investitionskosten.

Die Entwicklung von Elektroflugzeugen, insbesondere mit radikal neuen Designs, erfordert massive Investitionen. Viele Start-ups haben bereits Hunderte Millionen bis Milliarden US-Dollar investiert, und der Kapitalbedarf ist weiterhin hoch.

Herausforderungen bei Design und Produktion:

Neukonstruktion und Integration: Obwohl Elektromotoren weniger bewegliche Teile haben, erfordert der Bau eines Elektroflugzeugs eine grundlegende Neukonstruktion vieler Komponenten und Systeme, was komplex ist und die Designprozesse herausfordert. Viele Teams bauen Flugzeuge zum ersten Mal von Grund auf neu.

Skalierung der Produktion:

Die Industrie ist anfangs lieferseitig begrenzt, und der Aufbau von Produktionskapazitäten für eine Massenfertigung dauert Jahre. Dies erfordert die Neugestaltung von Fertigungsprozessen, um die gewünschten Stückzahlen zu erreichen.

Technologische Hürden und Infrastrukturherausforderungen.

Elektroflugzeuge stehen vor mehreren signifikanten technologischen Hürden und Infrastrukturherausforderungen, die ihre breite Akzeptanz und Einführung bremsen.

Batterietechnologie und Energiedichte:

Herkömmlicher Treibstoff (Kerosin) hat eine Energiedichte von etwa 40 Megajoule pro Kilogramm. Heutige Batterien bieten demgegenüber nur etwa 1,5 Megajoule pro Kilogramm. Obwohl Elektromotoren doppelt so effizient sind wie Verbrennungsmotoren, ist die Energiedichte der Batterien immer noch nur ein Bruchteil dessen, was mit Benzin erreicht werden kann.

Dieses geringe Energie-Gewichts-Verhältnis macht Batterien zu schwer für Langstreckenflüge. Die Eviation Alice zum Beispiel musste ihre anfänglich geplante Reichweite von 440 nautischen Meilen (ca. 815 km) auf 250 nautische Meilen (ca. 463 km) reduzieren, da die Batterietechnologie noch nicht so weit fortgeschritten ist wie erwartet. Eine herkömmliche Cessna Caravan fliegt über 1500 km, während die elektrische Version derzeit nur etwa 200 km schafft.

Die Batterieentwicklung ist der Schlüssel zur Elektrifizierung der Luftfahrt, wobei in nur 12 Monaten Verbesserungen von 15 Wattstunden/Kilo auf 400 Wattstunden/Kilo erzielt wurden. Das DLR und die ETH Zürich forschen aktiv an der Verbesserung der Batterietechnologie.

Sicherheitsbedenken bei Batterien: 

Lithium-Batterien können Brände verursachen, die schwer zu löschen sind. Dies erfordert zusätzliche Sicherheitsebenen, wie die Verteilung des Batteriesystems auf feuersichere Kammern, die jeweils genug Energie liefern, um das Flugzeug notfalls alleine versorgen zu können.

Neukonstruktion und Systemintegration:

Der Bau eines Elektroflugzeugs, insbesondere von eVTOLs, erfordert eine grundlegende Neukonstruktion vieler Komponenten und Systeme. Teams müssen Flugzeuge oft zum ersten Mal von Grund auf neu bauen.

Die Integration von Elektromotoren, Batterien und komplexen Steuerungssystemen ist eine Herausforderung. Obwohl Elektromotoren weniger bewegliche Teile haben, ist die Systemintegration neuartig. Zum Beispiel ist ein Drittel der Masse im Motor der Beta CX300 dafür ausgelegt, 300.000 Ampere durch Transorb-Y-Kondensatoren zu leiten, um sicherzustellen, dass der Motor auch nach einem direkten Blitzschlag weiterläuft.

Die Entwicklung von Software für die elektronische Motorsteuerung, wie von Heart Aerospace praktiziert, ist entscheidend, um Sicherheit zu gewährleisten und muss selbst entwickelt werden, um sie wirklich zu verstehen und zu zertifizieren.

Zertifizierung und Regulierung:

Der Prozess zur Erlangung der Flugtüchtigkeit und Zertifizierung für neue Elektroflugzeuge ist extrem aufwendig und dauert Jahre. Regulierungsbehörden wie die FAA und EASA müssen die Regeln für diese völlig neuen Technologien erst noch festlegen und verstehen.

Es gibt viele "unbekannte Unbekannte" bei dieser neuen Transportform. Neue Zertifizierungsanforderungen ergeben sich für Aspekte wie den Blitzschutz der Flugzeugstruktur und die Fähigkeit, unbeabsichtigter Vereisung sicher zu begegnen.

Die internationalen regulatorischen Ansätze und das Tempo der Zertifizierung unterscheiden sich, z.B. in China im Vergleich zum Westen, was eine zusätzliche Hürde darstellt. Heart Aerospace strebt an, sein 30-sitziges Hybrid-Elektroflugzeug ES-30 bis 2026 für den kommerziellen Einsatz zertifizieren zu lassen.

Infrastrukturherausforderungen.

Aufbau der Ladeinfrastruktur (Vertiports):

Es fehlt eine flächendeckende und standardisierte Ladeinfrastruktur an Flughäfen und in städtischen Gebieten (sogenannte Vertiports). Unternehmen wie Beta Technologies definieren bereits Ladestandards und bauen Ladenetze in den USA und Europa auf.

Obwohl moderne Ladesysteme das Aufladen in relativ kurzer Zeit ermöglichen (z.B. 30 bis 90 Minuten für die Eviation Alice, Heart Aerospace ES-30 oder Beta CX300), ist die Installation und Kompatibilität dieser Megawatt-Ladesysteme kritisch.

Die Implementierung erfordert zudem die Zusammenarbeit mit vielen einzelnen Städten und das Überwinden unterschiedlicher lokaler Interessen und Bedenken.

Energieversorgung:

Die Produktion von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien und dessen Lagerung am Flughafen sind notwendig, um die Nachhaltigkeit von Wasserstoff-Flugzeugen zu gewährleisten.

Für batterieelektrische Flugzeuge ist eine ausreichende und grüne Stromversorgung an den Flughäfen unerlässlich, da die Ladekapazitäten von Megawatt-Ladesystemen auch eine robuste Anbindung an das Stromnetz erfordern.

Wirtschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen.

Hohe Entwicklungs- und Investitionskosten:

Die Entwicklung von Elektroflugzeugen erfordert massive Investitionen. Viele Start-ups haben bereits Hunderte Millionen bis Milliarden US-Dollar investiert, und der Kapitalbedarf ist weiterhin hoch.

Skalierung der Produktion:

Die Industrie ist anfangs lieferseitig begrenzt, und der Aufbau von Produktionskapazitäten für eine Massenfertigung dauert Jahre. Unternehmen müssen die Fertigungsprozesse neu gestalten, um die gewünschten Stückzahlen zu erreichen.

Gesellschaftliche Akzeptanz:

Obwohl der Lärmpegel deutlich reduziert ist, muss das Vertrauen der Bevölkerung in die Sicherheit und Praktikabilität der neuen Flugzeuge aufgebaut werden. Ängste vor neuen Technologien oder möglichen Batteriebränden müssen adressiert werden.

Die Einführung der urbanen Luftmobilität ist in drei Bereiche unterteilt: Regulierung, Technologie und gesellschaftliche Akzeptanz, wobei die Akzeptanz der Menschen als die grosse Unbekannte gilt. Trotz dieser Herausforderungen wird die Elektrifizierung als der einzig mögliche Weg für eine nachhaltige Zukunft der Luftfahrt angesehen.

Welche Vorteile haben Elektroflugzeuge?

Elektroflugzeuge, einschliesslich eVTOLs (elektrische Flugzeuge mit Senkrechtstart und -landung), bieten eine Vielzahl von Vorteilen, die eine revolutionäre Veränderung in der Luftfahrt einleiten könnten. Diese Vorteile umfassen:

Massive Reduktion der CO₂-Emissionen und Umweltfreundlichkeit.

Elektroflugzeuge verursachen während des Fluges keinerlei Emissionen, da sie mit Elektrobatterien statt mit Kerosin betrieben werden. Dies trägt dazu bei, den CO₂-Fussabdruck der Luftfahrtindustrie erheblich zu reduzieren.

Das Ziel ist eine CO₂-neutrale Luftfahrt und die Schaffung nachhaltiger Alternativen zu fossilen Brennstoffen. Einige Modelle wie die ALIA VTOL können die Emissionen im Vergleich zu Hubschraubern um 84% senken, und die ALIA CTOL im Vergleich zu Cessna-Flugzeugen um 75%.

Selbst für längere Flüge, bei denen Hybrid-Systeme oder Wasserstoff zum Einsatz kommen, wird eine deutliche Reduzierung der Emissionen erwartet, z.B. bis zu einem Drittel bei 600 km Reichweite mit dem Heart Aerospace ES-30. Wasserstoff-Brennstoffzellen produzieren als einziges Abfallprodukt Wasser.

Deutlich geringere Lärmbelästigung.

Elektromotoren sind viel leiser als herkömmliche Verbrennungsmotoren. Sie können bis zu 50% leiser sein als konventionelle Modelle und sind in etwa auf dem Geräuschpegel eines normalen Boots.

Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft für den Betrieb in städtischen Gebieten, da sie die Lärmbelästigung um Flughäfen und Wohngebiete reduziert und somit Flugverkehr in Städten wieder ermöglichen könnte, wo dies aufgrund von Lärmverboten heute nicht erlaubt ist.

Passagiere können sich während des Fluges normal unterhalten, ohne Kopfhörer tragen zu müssen, da es keine dröhnenden Turbinen oder laute Verbrennungsmotoren gibt.

Niedrigere Betriebs- und Wartungskosten.

Erhebliche Kosteneinsparungen bei der Energie: Ein 30-minütiger Flug über 130 km mit der Beta CX300 kostete beispielsweise nur etwa 8 € an Stromverbrauch. Dies steht im krassen Gegensatz zu den 350-500 $ Kraftstoffkosten für einen Hubschrauber auf der gleichen Strecke. Die ALIA VTOL verursacht Energiekosten von 28 $ pro Stunde, während ein Bell 407 Helikopter 311 $ pro Stunde kostet.

Reduzierte Wartung: 

Elektroflugzeuge haben weniger bewegliche Teile als traditionelle Flugzeuge mit Verbrennungsmotoren, was zu deutlich geringeren Wartungsanforderungen und -kosten führt. Es wird geschätzt, dass jährliche Einsparungen von 30.000 bis 40.000 $ im Vergleich zu herkömmlichen Kolbenmotorflugzeugen möglich sind.

Höhere Effizienz: 

Elektromotoren sind etwa doppelt so effizient wie Verbrennungsmotoren. Konzepte wie der Wing-in-Ground-Effekt (Bodeneffekt) beim AirFish 8 können die Effizienz weiter steigern, indem sie den Luftwiderstand reduzieren und den Auftrieb erhöhen.

Erweiterte Einsatzmöglichkeiten und erhöhte Flexibilität.

Lufttaxis und urbane Mobilität:

eVTOLs wie der Archer Aviation "Midnight", Joby Aviation eVTOL, Eve Air Mobility eVTOL Air Taxi oder Hyundai eVTOL Air Taxi sind darauf ausgelegt, den Verkehr in Städten zu entlasten und schnelle, emissionsfreie Verbindungen zu schaffen, beispielsweise zwischen Stadtzentren und Flughäfen. Ein Flug von Dubai DXB zum Palm Jumeirah soll mit dem Joby Aerial Taxi etwa 12 Minuten dauern, verglichen mit 45 Minuten im Auto.

Regionale Flüge:

Flugzeuge wie die Eviation Alice oder die Heart Aerospace ES-30 sind ideal für Kurz- und Mittelstreckenflüge und können so regionale Flugrouten wiederbeleben. Die Eviation Alice kann neun Passagiere bis zu 460 km weit befördern.

Fracht- und Logistikdienste:

Elektroflugzeuge können effizient für den schnellen Transport von Fracht eingesetzt werden, wie es DHL mit der Eviation Alice plant. Die Beta CX300 bietet ein Frachtvolumen, das mit einem Sprinter-Van vergleichbar ist.

Spezialmissionen:

Sie eignen sich für medizinische Evakuierungen (MedEvac) und Such- und Rettungseinsätze.

Pilotenschulung:

Kleinere Elektroflugzeuge wie die Pipistrel Velis Electro oder die Bristell B23 Energic werden bereits in Flugschulen eingesetzt, was zu leiseren und kostengünstigeren Schulungen führt.

Vertikale Start- und Landefähigkeit (eVTOLs).

eVTOLs benötigen keine langen Start- und Landebahnen. Dies ermöglicht es ihnen, direkt von speziellen Start- und Landeplätzen, sogenannten Vertiports, in städtischen Gebieten oder an Orten mit begrenzter Infrastruktur abzuheben und zu landen.

Erhöhter Komfort und sanfteres Flugerlebnis.

Dank des Wegfalls von Vibrationen und dem geringeren Lärm durch Elektromotoren bieten diese Flugzeuge ein ruhigeres und angenehmeres Reiseerlebnis.

Wing-in-Ground-Effect-Flugzeuge wie der AirFish 8 können sanft über der Wasseroberfläche gleiten, ohne Wellen zu berühren, was einen stossfreien Flug ermöglicht.

Vereinfachte Bedienung und höhere Sicherheit.

Die Bedienung von Elektromotoren ist in der Regel einfacher. Fortschrittliche Fly-by-Wire-Systeme und Steueralgorithmen reduzieren die Arbeitsbelastung des Piloten und erhöhen die Sicherheit im Betrieb.

Viele neue Konzepte integrieren Redundanzen in kritischen Komponenten und Ausfallsicherheitssysteme, die auch bei Ausfällen einen sicheren Flugabschluss gewährleisten.

Schnelle Ladezeiten und neue Infrastrukturansätze.

Moderne Ladesysteme ermöglichen es, Elektroflugzeuge in relativ kurzer Zeit, oft zwischen 30 und 90 Minuten, aufzuladen.

Es wird an einem universellen Ladesystem und einer entsprechenden Infrastruktur gearbeitet, um diese neue Form der Luftfahrt zu unterstützen. Tesla plant beispielsweise ein dediziertes Ladenetzwerk für Flugzeuge, ähnlich den Superchargern für Autos.

Fortschritte in der Batterietechnologie.

Die Batterietechnologie macht schnelle Fortschritte. In nur 12 Monaten konnten Leistungsdichten von 15 Wattstunden pro Kilogramm auf 400 Wattstunden pro Kilogramm verbessert werden. Dies ist entscheidend für die Erhöhung der Reichweite und Zuladung von Elektroflugzeugen.

Welche Projekte haben die beste Antriebstechnologie?

Mehrere Projekte verfügen über vielversprechende und innovative Antriebstechnologien, die sich in der entwickelnden Landschaft der Elektroflugzeuge hervorheben:

Otto Aviation Phantom 3500:

Dieses Projekt zeichnet sich durch seine Nutzung des Konzepts der „laminaren Strömung“ aus, die als „Heiliger Gral des Luftstroms“ bezeichnet wird. Durch die Optimierung der äusseren Form des Flugzeugs, einschliesslich einer nahtlosen Rumpfform ohne Fenster, wird der Luftwiderstand drastisch reduziert, was zu einer massiven Reduzierung des Treibstoffverbrauchs führt – angeblich 70 % weniger als andere Geschäftsreisejets und 50 % weniger als das Vorgängermodell Silera 500L. Dies ermöglicht einen geringeren Energiebedarf für den Flug. Das Flugzeug verwendet fortschrittliche Kohlefasermaterialien und computergesteuerte Klappen und Höhenruder, um die laminare Strömung auch bei hohen Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten.

Voltaero Cassio 2 Series (Hybrid-Electric):

Voltaero nutzt das effiziente aerodynamische Design des Piaggio P180 Avanti, einschliesslich seiner Dreiflächenkonfiguration und der laminaren Strömung über Rumpf und Flügel. Eine Besonderheit ist der einzelne, hinten montierte Schubpropeller, der einen saubereren Fluss über den Flügeln ermöglicht und die Grenzschichtinjektion (boundary layer injection) nutzt. Dies führt zu einer Reduzierung des Luftwiderstands um 8-10 % und geschätzten 20 % Treibstoffeinsparungen im Hybridflug, wobei die Motoren die Batterien aufladen. Der elektrische Antrieb sorgt zudem für geringere Geräuschentwicklung bei Taxi und Start.

Tesla Electric Plane:

Obwohl noch in der Planungsphase, wird Teslas Ansatz als „bahnbrechend“ beschrieben. Er konzentriert sich auf die Nutzung fortschrittlicher 4680 Batteriezellen, die ursprünglich für Elektrofahrzeuge entwickelt wurden, aber jetzt für den Flug angepasst werden. Diese Batterien bieten eine höhere Energiedichte, längere Lebensdauer und schnellere Ladefähigkeit. Teslas Elektromotoren haben im Vergleich zu herkömmlichen Motoren deutlich weniger bewegliche Teile, was zu drastisch niedrigeren Wartungskosten und einem sofortigen Drehmoment für ein sanfteres Flugerlebnis führt. Zudem wird eine regenerative Technologie eingesetzt, die Energie während des Sinkflugs zurückgewinnt, was die Effizienz steigert. Die Vision umfasst auch ein eigenes Ladenetzwerk und die Integration von Autopilot-Funktionen.

Heart Aerospace ES-30 / ES-19 (Regionalflugzeug):

Heart Aerospace setzt auf ein unabhängiges Hybridsystem. Die ES-30 verfügt über rein elektrische Motoren für kurze Flüge (bis zu 200 km) und zwei Turboprop-Triebwerke als Backup oder für eine erweiterte Reichweite von bis zu 800 km. Das System ist so konzipiert, dass beide Energiequellen parallel und unabhängig voneinander betrieben werden können und sogar die Elektromotoren im Reiseflug ausgeschaltet werden können. Das Unternehmen nutzt 800-Volt-Batterien und implementiert ein Megawatt-Ladesystem (MCS), das eine Ladezeit von nur 30 Minuten für schnelle Turnarounds ermöglicht. Ihr Demonstrator, die Heart X1, war das grösste elektrisch angetriebene Flugzeug, das jemals geflogen ist, was die Leistungsfähigkeit ihrer Antriebstechnologie unterstreicht.

Beta Technologies (ALIA CX300/ALIA 250):

Beta Technologies hat mit der ALIA CX300 das weltweit erste zertifizierbare vollelektrische Passagierflugzeug entwickelt und dieses erfolgreich im Passagierflug eingesetzt. Die ALIA CX300 verfügt über ein Batteriesystem mit 225 kWh Kapazität und einen 300 kW Elektromotor. Sie zeichnet sich durch extrem niedrige Betriebskosten aus (z.B. 8 $ für einen 130 km langen Flug) und ist aerodynamisch schlank und nahezu geräuschlos. Das Flugzeug ist mit einem dual redundanten Elektromotor ausgestattet und wird für den Instrumentenflug (IFR) zertifiziert, was umfassende Designüberlegungen für Sicherheit, wie z.B. Blitzschlagfestigkeit, erfordert.

Eviation Alice Electric Commuter Plane:

Die Alice wird von Elektromotoren der Schwesterfirma MagniX angetrieben und verfügt über ein 4 Tonnen schweres Batteriesystem, das im Rumpf platziert ist. Die Batterien können in nur 30 Minuten aufgeladen werden, was die Effizienz erhöht. Eviation konzentriert sich auf die Verbesserung der Batterietechnologie, die bereits eine Steigerung der Energiedichte von 275 Wh/kg auf bis zu 500 Wh/kg verzeichnet hat. Darüber hinaus erhöhen Propeller an den Flügelspitzen die Effizienz des Flugzeugs, indem sie störende Rauchwirbel reduzieren und den Luftwiderstand verringern.

ZeroAvia (Wasserstoff):

ZeroAvia ist ein Pionier im Bereich des Wasserstoffantriebs und hat das weltweit erste kommerzielle Flugzeug betrieben, das mit einer Wasserstoffbrennstoffzelle geflogen ist. Das System wandelt Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie um, wobei Wasser das einzige Abfallprodukt ist – eine emissionsfreie Lösung. Wasserstoff bietet eine dreifach höhere Energiedichte pro Kilo Treibstoff im Vergleich zu Kerosin, was grosses Potenzial für grössere Flugzeuge birgt. Das Unternehmen plant ein skalierbares System, das von kleinen Flugzeugen bis zu Schmalrumpfflugzeugen wie dem Airbus A320 reichen soll.

Welche Projekte haben die besten Batterien?

Mehrere Projekte heben sich durch innovative oder besonders effiziente Antriebs- und Batterietechnologien hervor, die auf verschiedene Aspekte der "besten" Technologie abzielen:

Tesla Electric Plane:

Obwohl sich dieses Projekt noch in der Planungsphase befindet, wird Teslas Ansatz als "bahnbrechend" beschrieben, insbesondere durch die Nutzung fortschrittlicher 4680 Batteriezellen. Diese Batterien, die ursprünglich für Elektrofahrzeuge entwickelt wurden, werden für den Flug angepasst und bieten eine höhere Energiedichte, längere Lebensdauer und schnellere Ladefähigkeit. Teslas Elektromotoren zeichnen sich durch deutlich weniger bewegliche Teile aus, was zu drastisch niedrigeren Wartungskosten führt. Zudem wird eine regenerative Technologie eingesetzt, die Energie während des Sinkflugs zurückgewinnt und die Effizienz steigert. Die Vision umfasst auch ein eigenes Ladenetzwerk (Supercharger) für Flugzeuge, was schnelle und bequeme Ladevorgänge ermöglichen soll. Das Ziel ist es, die Kosten durch Massenproduktion auf bis zu 50.000 bis 60.000 US-Dollar pro Flugzeug zu senken.

Eviation Alice Electric Commuter Plane:

Die Alice wird von Elektromotoren der Schwesterfirma MagniX angetrieben und verfügt über ein 4 Tonnen schweres Batteriesystem. Die Batterien können in nur 30 Minuten aufgeladen werden, was die Effizienz erhöht. Eviation konzentriert sich auf die Verbesserung der Batterietechnologie und hat bereits eine Steigerung der Energiedichte von 275 Wh/kg auf bis zu 500 Wh/kg verzeichnet. Um die Sicherheit zu gewährleisten, wird eine zusätzliche Sicherungsebene eingebaut: Das Batteriesystem ist auf feuersichere Kammern verteilt, wobei jede Kammer im Notfall genug Energie liefern kann, um das Flugzeug allein zu versorgen.

Heart Aerospace ES-30 / ES-19 (Regionalflugzeug):

Heart Aerospace setzt auf ein unabhängiges Hybridsystem, das elektrische Motoren für kurze Flüge und zwei Turboprop-Triebwerke als Backup oder für erweiterte Reichweite nutzt. Das Unternehmen verwendet 800-Volt-Batterien und implementiert ein Megawatt-Ladesystem (MCS), das eine Ladezeit von nur 30 Minuten für schnelle Turnarounds ermöglicht. Für längere Ladezeiten oder über Nacht kann auch ein CCS (Combined Charging System) genutzt werden. Der Demonstrator, die Heart X1, war das grösste elektrisch angetriebene Flugzeug, das jemals geflogen ist, was die Leistungsfähigkeit ihrer Antriebstechnologie unterstreicht. Das Unternehmen arbeitet mit BAE Systems zusammen, um die Batterietechnologie weiter zu verbessern.

Beta Technologies (ALIA CX300/ALIA 250):

Beta Technologies hat ein Batteriesystem mit fünf Modulen und einer Gesamtkapazität von 225 kWh integriert, das einen 300 kW starken Elektromotor versorgt. Dieses System ermöglicht extrem niedrige Betriebskosten, beispielsweise nur 8 US-Dollar für einen 130 km langen Flug. Die ALIA CX300 ist als weltweit erstes zertifizierbares vollelektrisches Passagierflugzeug erfolgreich mit Passagieren geflogen. Das Flugzeug ist mit einem dual redundanten Elektromotor ausgestattet und wird für den Instrumentenflug (IFR) zertifiziert, was umfassende Designüberlegungen für Sicherheit, wie z.B. Blitzschlagfestigkeit, erfordert.

H55 (Spin-off des Projekts Solar Impulse):

Dieses Schweizer Unternehmen konzentriert sich auf die Entwicklung von Elektromotoren, Steuerungen und Batterien. Sie legen besonderen Wert auf die Sicherheit der Batterien, mit dem Ziel, Brände "unmöglich" zu machen. Ihre modularen Batteriesysteme können skaliert werden, um sowohl Flugtrainer als auch grössere Regionalflugzeuge zu betreiben. Sie prognostizieren, dass die weitere Batterieentwicklung die Flugdauer in fünf bis zehn Jahren auf drei Stunden verdoppeln könnte.

Rhyxeon RX4E (China):

Dieses elektrische Viersitzer-Flugzeug zeichnet sich durch Batterien aus, die in nur zehn Minuten getauscht werden können, was eine sehr schnelle Wieder einsatzbereitschaft ermöglicht. Es ist in China bereits für den kommerziellen Betrieb zugelassen.

Welche Projekte haben die besten Designkonzepte?

Mehrere Projekte heben sich durch ihre innovativen Designkonzepte hervor, die oft auf spezifische Herausforderungen oder Nischen der Luftfahrt abzielen:

Otto Aviation Phantom 3500:

Das Phantom 3500 zeichnet sich durch ein radikales Design aus, das auf maximaler Effizienz durch "Laminar Flow" basiert. Es verfügt über einen fensterlosen Rumpf, um den Luftwiderstand zu minimieren und die Aerodynamik zu optimieren. Im Inneren werden stattdessen hochauflösende digitale Bildschirme verwendet, die eine "übernatürliche Sicht" bieten. Der T-förmige Heckbereich ist so konzipiert, dass die Höhenruder ausserhalb des turbulenten Luftstroms hinter dem Rumpf liegen, was ebenfalls zur Effizienz beiträgt. Es besteht grösstenteils aus Kohlefaser, was es extrem stabil und leicht macht. Dieses Design soll den Treibstoffverbrauch um bis zu 70% senken und die Emissionen um 80% reduzieren.

Eviation Alice Electric Commuter Plane:

Die Alice hat ein markantes festflügeliges Design und wird von Elektromotoren der Schwesterfirma MagniX angetrieben. Ein Schlüsselmerkmal ist die Platzierung von drei Elektromotoren, davon zwei an den Flügelspitzen. Dies erhöht die Effizienz, indem es Rauchwirbel (die normalerweise Widerstand erzeugen) entgegenwirkt und die Steuerung, insbesondere bei Seitenwindlandungen, verbessert. Das 4 Tonnen schwere Batteriesystem ist aus Sicherheitsgründen auf feuersichere Kammern verteilt, wobei jede Kammer im Notfall das Flugzeug allein versorgen kann [Vorgegebene Antwort, 16, 69].

Heart Aerospace ES-30 / ES-19:

Heart Aerospace verfolgt einen unabhängigen Hybridansatz [Vorgegebene Antwort, 151, 162]. Das Flugzeug kann rein elektrisch fliegen (für Strecken bis zu 200 km) und verfügt über zwei Turboprop-Triebwerke als Backup oder für eine erweiterte Reichweite (bis zu 800 km). Der Demonstrator, die Heart X1, war das grösste elektrisch angetriebene Flugzeug, das jemals geflogen ist [Vorgegebene Antwort, 159, 164, 180], was die Leistungsfähigkeit ihres Konzepts unterstreicht. Das Design beinhaltet grössere Flügel, um auch bei einem relativ schweren Flugzeug ausreichend Auftrieb zu gewährleisten, was kürzere Starts und Landungen sowie schnellere Steigflüge ermöglicht. Das Unternehmen verfolgt einen "Clean-Sheet"-Ansatz und integriert von Anfang an Überlegungen zur Barrierefreiheit für Personen mit eingeschränkter Mobilität.

Beta Technologies ALIA CX300 / ALIA 250:

Das ALIA CX300 ist ein aerodynamisch schlankes und nahezu geräuschloses Flugzeug. Der Designansatz sah vor, zunächst eine konventionelle Start- und Landeversion (CTOL) zu entwickeln, um die Zertifizierung zu beschleunigen, und erst später vertikale Start- und Landeoptionen (VTOL) hinzuzufügen. Es verfügt über einen doppelt redundanten Elektromotor und ist für Instrumentenflugregeln (IFR) ausgelegt, was umfangreiche Sicherheitsmassnahmen wie Blitzschlagfestigkeit erfordert. Das Design bietet eine klassenbeste Kabinenkapazität und Flexibilität für Passagiere und Fracht.

Volocopter:

Das Design des Volocopters basiert auf einem Multicopter-Prinzip mit 18 Propellern. Ein entscheidendes Designmerkmal ist die Redundanz aller kritischen Komponenten: Mehrere Propeller können ausfallen, und das Fluggerät kann trotzdem sicher landen. Dies ermöglicht den Bau von Luftfahrzeugen, die viel sicherer sind als herkömmliche Hubschrauber und zudem leiser im Betrieb, was sie ideal für den städtischen Luftraum macht.

AirFish 8:

Dieses Design ist ein Flugboot, das den Bodeneffekt (Wing-in-Ground effect) nutzt. Es fliegt knapp über der Wasseroberfläche und profitiert von einem erhöhten Auftrieb bei geringerem Widerstand. Die einzigartige Flügelgeometrie und Körperstruktur maximieren diesen Effekt. Es wird von einem V8-Automotor angetrieben, der herkömmliches Benzin verwendet, was Wartung und Betrieb vereinfacht und kostengünstiger macht. Das Design ermöglicht eine komfortable Fahrt ohne Wellenbewegungen oder Turbulenzen, wie sie bei herkömmlichen Wasserfahrzeugen auftreten.

EVAR Electric Airplane (2025 EVAR):

Das Flugzeug von EVAR zeichnet sich durch ein schlankes, stromlinienförmiges Design mit einer leichten Kohlefaserverbundkarosserie aus. Es verwendet ein vollständig elektrisches Hybridantriebssystem und ein voll digitales Steuerungssystem mit KI-gestützter Navigation. Einzigartig ist ein Notfall-Fallschirmsystem für das gesamte Flugzeug. Der Innenraum ist vom Luxus-EV-Design beeinflusst, mit ergonomischen Sitzen und grossen Panoramafenstern.

Diese Projekte zeigen, dass "beste Designkonzepte" vielfältig sind und sich auf spezifische Funktionen, Effizienz, Sicherheit oder Betriebskosten konzentrieren, oft durch die Kombination innovativer Materialien, Antriebssysteme und aerodynamischer Prinzipien.

Welche Projekte haben die grösste staatliche Förderung?

Elektroflugzeuge und die Urban Air Mobility (UAM)-Branche ziehen erhebliche Investitionen an, darunter auch staatliche Förderungen und Unterstützung auf verschiedenen Ebenen. Die Quellen heben mehrere Projekte hervor, die von Regierungen oder staatlich kontrollierten Einheiten in unterschiedlicher Form unterstützt werden:

Archer Aviation "Midnight" (eVTOL):

Dieses Projekt erhält bedeutende Investitionen von staatlichen Vermögensfonds in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Mubadala und IHC, beides staatliche Fonds in den VAE, sind als Investoren genannt, was auf eine erhebliche finanzielle Unterstützung der Regierung der VAE hinweist. Darüber hinaus unterstützte die US-Regierung unter Präsident Trump die Entwicklung, indem sie eine Executive Order erliess, die den Weg für Pilotprogramme ebnet und damit politische Unterstützung auf höchster Ebene signalisiert. Archer hat auch einen Kooperationsvertrag mit Abu Dhabi Aviation geschlossen, einem grossen Betreiber von Drehflüglern in der Region, um ein Ökosystem für den Start des Produkts aufzubauen, einschliesslich der Entwicklung von Vertiports und Infrastruktur.

Heart Aerospace ES-30 / ES-19 (Regionalflugzeug):

Heart Aerospace hat eine direkte Förderung in Höhe von 4,1 Millionen US-Dollar von der Federal Aviation Administration (FAA) erhalten. Dies ist eine explizite staatliche Finanzhilfe für das Unternehmen. Die Zusammenarbeit zwischen Schweden und Norwegen beim Aufbau des "Green Flyway" – einer internationalen Testarena für die Luftfahrt der Zukunft – stellt zudem eine infrastrukturelle und regulatorische Unterstützung für Luftfahrtpioniere wie Heart Aerospace dar.

Joby Aviation eVTOL:

Joby Aviation hat einen exklusiven Vertrag mit der Strassen- und Verkehrsbehörde von Dubai unterzeichnet. Dieser Vertrag gewährt Joby die exklusiven Rechte zum Betrieb von Lufttaxis in der Stadt für die nächsten sechs Jahre ab 2026. Dies ist eine erhebliche Form der staatlichen Unterstützung, da sie dem Unternehmen eine gesicherte Markteinführung und Betriebsumgebung bietet.

Ehang (China):

Die Quellen deuten an, dass chinesische Unternehmen wie Ehang von einem besonders unterstützenden regulatorischen Umfeld in China profitieren. Es wird erwähnt, dass chinesische Unternehmen innerhalb ihrer eigenen Grenzen ein anderes Tempo bei der Entwicklung und Zertifizierung vorlegen können als westliche Firmen, was auf eine implizite, aber starke staatliche Förderung hinweist.

Projekte der DARPA (USA):

Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ist eine US-amerikanische Regierungsbehörde. Projekte, die von der DARPA entwickelt oder finanziert werden, wie das erwähnte Liberty Lifter X-Plane, sind demnach direkt staatlich finanziert.

ST Engineering (AirFish, Singapur):

Obwohl die Quellen keine explizite staatliche Förderung für das AirFish-Projekt nennen, ist ST Engineering ein staatsnahes Unternehmen aus Singapur. Die Entwicklung des AirFish durch ein solches Unternehmen impliziert eine staatliche Rückendeckung und Finanzierung.

Lilium (Deutschland):

Lilium, ein deutsches Startup, befand sich in finanziellen Schwierigkeiten. Es wurde versucht, einen Kredit über 50 Millionen Euro von der bayerischen Regierung zu erhalten, der jedoch nicht zustande kam. Dies zeigt, dass es auch Bemühungen um staatliche Förderung gab, die jedoch nicht immer erfolgreich waren.

Tesla Electric Plane:

Während keine direkte staatliche Finanzierung für ein Tesla-Flugzeug erwähnt wird, könnte eine von Präsident Trump erlassene Executive Order, die das 52-jährige Verbot von Überschallflügen über amerikanischem Boden aufhebt, den Weg für solche Innovationen ebnen und somit ein unterstützendes politisches Umfeld der US-Regierung darstellen.

Welche Projekte haben die finanzstärksten Investoren?

Die Projekte, die laut den vorliegenden Quellen die grösste staatliche oder finanzstärkste Förderung bzw. die Unterstützung durch finanzstarke Investoren erhalten haben, sind die folgenden:

Archer Aviation "Midnight" (eVTOL):

Dieses Projekt erhält erhebliche Investitionen von staatlichen Vermögensfonds in den Vereinigten Arabischen Emiraten, namentlich Mubadala und IHC. Dies deutet auf eine substanzielle staatliche Finanzierung hin. Darüber hinaus unterstützte die US-Regierung unter Präsident Trump die Entwicklung durch eine Executive Order, die den Weg für Pilotprogramme ebnet. Archer hat auch einen Kooperationsvertrag mit Abu Dhabi Aviation geschlossen, einem grossen Hubschrauberbetreiber, um ein Ökosystem für den Produktstart aufzubauen. United Airlines hat sich ebenfalls zum Kauf von Flugzeugen verpflichtet und eine Anzahlung für 100 Midnight-Flugzeuge geleistet. Der CEO von Archer erwähnt "unglaubliche Unterstützung von allen Regierungen weltweit" und der Investitionsgemeinschaft, die die frühe Industrie finanziert.

Hyundai-backed Supernal (eVTOL):

Dieses Projekt profitiert von der direkten Zugehörigkeit zur südkoreanischen Automobilgruppe Hyundai. Diese Muttergesellschaft bietet immense finanzielle und fertigungstechnische Ressourcen. Supernal arbeitet auch mit WEA, einem Hyundai-Tochterunternehmen, und Mech-A, einem traditionellen Luft- und Raumfahrtzulieferer, zusammen.

Eviation Alice Electric Commuter Plane:

Eviation hat Bestellungen im Wert von über 5 Milliarden US-Dollar für die Alice erhalten. Der Logistikriese DHL hat beispielsweise 12 vollelektrische Maschinen bestellt, wobei DHL das Potenzial der Maschine bereits Jahre vor der endgültigen Zulassung erkannte. Dies ist ein starkes Indiz für das Vertrauen etablierter Grossunternehmen in das Projekt. Die Dokumentation erwähnt, dass immer mehr Investoren an der Technologie interessiert sind.

Heart Aerospace ES-30 / ES-19 (Regionalflugzeug):

Heart Aerospace hat eine direkte Förderung in Höhe von 4,1 Millionen US-Dollar von der Federal Aviation Administration (FAA) erhalten. Weiterhin haben Air Canada und das schwedische Luft- und Raumfahrtunternehmen Saab jeweils 5 Millionen US-Dollar in Heart Aerospace investiert. Air Canada hat zudem eine Bestellung für 30 ES-30 Flugzeuge aufgegeben. Zuvor hatten United Airlines und Mesa Air Group 200 des Vorgängermodells ES-19 bestellt, mit Plänen für den Kauf von weiteren 100. Das Unternehmen hat insgesamt 96 ES-30-Kunden. Die ersten Investitionen kamen auch von Y Combinator, einem US-amerikanischen Investitionsprogramm.

Joby Aviation eVTOL:

Joby Aviation hat einen exklusiven Vertrag mit der Strassen- und Verkehrsbehörde von Dubai unterzeichnet, der dem Unternehmen die exklusiven Rechte zum Betrieb von Lufttaxis in der Stadt für die nächsten sechs Jahre ab 2026 gewährt. Dies ist eine sehr bedeutende Form der staatlichen Unterstützung, da sie Joby eine gesicherte Markteinführung und Betriebsumgebung bietet. Obwohl Joby bereits "eine Milliarde ausgegeben" hat, bleibt die Unterstützung durch diesen Vertrag stark.

Beta Technologies (ALIA CX300/ALIA 250):

Beta Technologies hat 318 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln zur Beschleunigung der Produktion, Zertifizierung und kommerziellen Einführung seiner Flotte erhalten. Frühe Kunden wie Air New Zealand und die Bristow Group haben bereits Bestellungen aufgegeben. Republic Airways hat ebenfalls eine Vereinbarung unterzeichnet, ALIA-Flugzeuge für die Pilotenausbildung und Routenidentifikation zu nutzen, mit dem Potenzial für weitere Bestellungen.

Tesla Electric Plane:

Obwohl die offiziellen Details zu einem Tesla-Elektroflugzeug begrenzt sind und es sich noch in der Planungsphase befindet, wird Tesla als führender Hersteller von Elektrofahrzeugen

und eine Firma mit "massiven Investitionen in die Ladeinfrastruktur" beschrieben. Die Diskussionen über ein potenzielles Tesla-Flugzeug heben das enorme finanzielle und disruptive Potenzial von Tesla in der Luftfahrt hervor, gestützt durch seine fortschrittliche Batterietechnologie und die Strategie der Massenproduktion, die die Kosten drastisch senken soll. Dies impliziert eine sehr starke finanzielle Rückendeckung durch das Gesamtunternehmen.

Ehang (China):

Chinesische Unternehmen wie Ehang profitieren von einem besonders unterstützenden regulatorischen Umfeld in China. Es wird erwähnt, dass chinesische Unternehmen innerhalb ihrer eigenen Grenzen ein anderes Tempo bei der Entwicklung und Zertifizierung vorlegen können. Dies stellt eine starke, wenn auch implizite, staatliche Förderung dar, die den Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil verschafft.

ST Engineering (AirFish):

Das AirFish-Projekt wird von ST Engineering aus Singapur entwickelt. Obwohl die Art der staatlichen Förderung nicht explizit genannt wird, ist ST Engineering ein grosses, etabliertes Unternehmen in Singapur, und das Projekt zielt auf eine Kommerzialisierung ab, mit einer Absichtserklärung von Eurasia Mobility Solutions für bis zu 10 Flugzeuge.

Was ist der Green Flyway?

Der Green Flyway ist eine internationale Testarena für die Luftfahrt der Zukunft, die gemeinsam von Schweden und Norwegen ins Leben gerufen wurde. Es handelt sich um ein grosses Areal mit zwei internationalen Flughäfen, das als Plattform dient, auf der Designer, Ingenieure und Luftfahrtunternehmen neue Ideen entwickeln und testen können. Das Projekt wird als deutliches Signal beschrieben und zieht Luftfahrtpioniere aus aller Welt an.

Schweizer Pionier der Elektrofliegerei.

Wer ist Andre Borschberg?

André Borschberg ist eine Pionierfigur der Elektrofliegerei aus der Schweiz.

Solar Impulse Projekt:

Er wagte gemeinsam mit Bertrand Piccard das Unmögliche: Sie bauten das erste elektrisch betriebene Solarflugzeug und umrundeten damit die Welt. Er war massgeblich an der Entwicklung des Flugzeugs beteiligt. Im März 2015 startete er in Abu Dhabi zu einer Weltumrundung in 17 Etappen, um den Globus allein mit der Kraft der Sonne zu umfliegen. Er musste die grösste Hürde des Projekts meistern: die Überquerung des Pazifiks, eine Strecke von 7.000 km, nur mit Sonnenenergie. Während dieses Fluges stand er vor extremen Herausforderungen, darunter ein kaputtes System für den Autopiloten und nicht richtig ladende Batterien, was sein Leben in Gefahr brachte. Er hielt durch und landete nach 4 Tagen, 21 Stunden und 50 Minuten ständiger Anspannung in Honolulu, was als Meilenstein in der Geschichte der Luftfahrt gefeiert wurde. Er wird als „verrückt“ und „naiv“ beschrieben, was manchmal gut sei, da man dann nicht wisse, was alles passieren könnte, und voller Energie an die Sache herangehen könne.

H55 Unternehmen:

Nach dem Solar Impulse Projekt arbeitet André Borschberg mit seinem Start-up H55 am Militärflugplatz Sion an der Elektrifizierung der Flugindustrie. H55, ein Spin-off des Projekts Solar Impulse, konzentriert sich auf die Entwicklung von Elektromotoren, Steuerungen und Batterien. Sein jüngstes „Baby“ ist ein Kundenflugzeug (Bristell B23 Energic), das mit der Technologie von H55 ausgestattet wurde, insbesondere mit einem Elektromotor und der Batterie als „Herz des Flugzeugs“. Er glaubt fest an eine elektrische Zukunft der Luftfahrt.

Herausforderungen und Batterietechnologie:

Er erkennt an, dass Batterien im Vergleich zu Flugbenzin immer noch schwerer sind, betont jedoch, dass die Leistung des Elektromotors gleichbleibend ist, auch bei hohen Flughöhen mit geringer Luftdichte, was bei Benzinmotoren nicht der Fall ist. Er hebt die Sicherheit der Batterien als grösste Herausforderung hervor. Er will zeigen, dass Batteriebrände „unmöglich“ sind, da eine brennende Lithiumbatterie kaum zu löschen ist. Die Zertifizierung von Elektroflugzeugen dauert aufgrund der Neuheit und Sicherheitsanforderungen Jahre. Dank seiner Erfahrungen mit Solar Impulse weiss er, worauf es bei der Zertifizierung ankommt, und will dieses Know-how Flugzeugherstellern weltweit zur Verfügung stellen. Er glaubt, dass der Regionaltransport sehr gut für elektrischen Antrieb geeignet ist und dass der nächste Schritt Flugzeuge für 50 Personen sein werden. Die Batterieentwicklung ist der Schlüssel zur Elektrifizierung der Luftfahrt. Er prognostiziert, dass sich die Flugdauer mit Batterien in fünf bis zehn Jahren verdoppeln könnte, von anderthalb auf drei Stunden.

H55 entwickelt modulare Batteriesysteme, die skaliert werden können, um sowohl Flugtrainer als auch grössere Regionalflugzeuge zu betreiben, wobei die gleiche Technologie zum Einsatz kommt.

Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.

14.7.2025
Herzlichen Dank für die Media-Toolkits und Bild-Downloads:
- Heart Aerospace
- Archer Midnight
- Voltaero Cassio
- Beta CX300 Alia