4. September 2011, Neue Zürcher Zeitung / NZZexecutive

Geräusch- und abgasfrei: der Traum vom Elektrofliegen

Errungenschaften der Technik

Pathfinder Plus im Juni 1998 unterwegs bei Hawaii.

Leonid Leiva

Die ersten elektrischen Luftfahrzeuge waren in Frankreich gebaute Luftschiffe. Schon 1883 stellten die Gebrüder Tissandier das erste mit elektrischem Motor ausgerüstete Luftschiff vor. Elektrische Antriebe boten damals handfeste Vorteile gegenüber ihrer Alternative, den tonnenschweren Dampfmaschinen. Aber die zur Energiespeicherung nötigen Batterien waren immer noch zu schwer. Flugfähig waren die Elektro-Luftschiffe der Pioniere nur bei Windstille. Und auch dann erreichten sie nur bescheidene Geschwindigkeiten und Flughöhen. Auf das Konzept der Tissandiers aufbauend, konstruierten die französischen Offiziere Renard und Krebs das elektrische Dirigible «La France», mit dem ihnen der erste völlig kontrollierte Rundflug der Geschichte über rund acht Kilometer gelang.

Diese frühen Erfolge beflügelten den Optimismus bezüglich des Potenzials der elektrischen Fliegerei. Aber diese geriet bald in Bedrängnis durch die Erfindung des Verbrennungsmotors und die fabelhafte Energiedichte des Kraftstoffs Benzin. Daimler-Motoren eroberten die Luft ebenso rasch wie die Strassen, und so rückten die Elektro-Luftschiffe allmählich aus dem Blickfeld der Himmelsstürmer.

Erst 1957 kamen neue Ideen auf. Der britische Oberst Taplin demonstrierte mit seinem nur 3600 Gramm schweren Flugmodell Radio Queen den ersten ferngesteuerten Elektroflieger. Radio Queen wurde von einem Permanent-Magnetmotor angetrieben, der den Strom aus einer Zink-Silber-Batterie bezog, und konnte sich 10 Meter über den Boden erheben. In Deutschland flog Fred Militky um dieselbe Zeit sein erstes erfolgreiches elektrisches Modell – nach fast zwei Jahrzehnten Fehlversuchen. Am 21. Oktober 1973 vollzog er bei Linz den ersten bemannten elektrischen Flug in der Geschichte des Festflügelflugzeugs mit einem Motorsegler, dessen Benzinmotor er durch einen Elektroantrieb ersetzt hatte. Während des 25 Minuten dauernden Fluges stieg Militky auf 5000 Meter auf.

Anfang der 1970er Jahre hatten Solarzellen bereits Wirkungsgrade um die 14 Prozent erreicht. Das war gut genug, um die Vision eines mit Solarkraft angetriebenen Flugzeugs ins Auge zu fassen. Dies gelang erstmals dem amerikanischen Ingenieur Robert Boucher, der im November 1974 seine Sunrise I, den ersten Solarflieger überhaupt, über der Militärbasis Camp Irwin in der kalifornischen Wüste aufsteigen liess. Der Jungfernflug in einer Höhe von 100 Metern dauerte 20 Minuten. Mehr Energie konnten die 4098 Solarzellen mit einer Gesamtleistung von 480 Watt nicht liefern.

Der erste bemannte Solarflug gelang dem amerikanischen Physiker und Ingenieur Robert McCready mit dem Gossamer Penguin. Mit dem Vorgänger des Penguin, dem Gossamer Albatross, hatten McCready und seine Firma AeroVironment den ersten mit Muskelkraft angetriebenen Flug über den Suezkanal vollendet.

Nach dem Erfolg des Gossamer Penguin forderte dessen Sponsor, der Chemiekonzern DuPont, nun auch einen solaren Flug über den Suezkanal. Dafür wurde der Solar Challenger gebaut, dessen 16 000 Solarzellen eine Leistung von 2500 Watt für die zwei Elektromotoren an Bord lieferten. Als Hauptfahrwerk fungierte ein gefederter Mountainbike-Reifen. Der Flug über den Suezkanal und somit der erste internationale Solarflug glückte am 7. Juli 1981, nachdem die Crew des Challenger ein paar Wochen lang auf sonniges Wetter gewartet hatte.

Alsbald bekam AeroVironment von der US-Regierung den Auftrag, die Machbarkeit von Dauerflügen in einer Höhe über 6500 Fuss zu untersuchen. Die besten damals verfügbaren Batterien konnten aber nur einen Bruchteil dessen speichern, was die effizientesten Solarzellen lieferten; deshalb war ein Nachtflug unrealisierbar. Man konzentrierte sich aus diesem Grund auf grössere Flughöhen und erreichte in Zusammenarbeit mit der Nasa mit dem Prototyp Pathfinder Plus eine inoffizielle Rekordhöhe von mehr als 32 Kilometern. – Die Ikone der Solarfliegerei ist zurzeit das von Bertrand Piccard lancierte Projekt Solar Impulse. Die von einem Konsortium aus Industrie und Hochschulen gebaute Maschine wurde am 7. Juli 2010 von Andre Boschberg im Verlauf des ersten solarbetriebenen Tag-und-Nacht-Flugs der Geschichte zu drei Weltrekorden für ein bemanntes Solarflugzeug pilotiert: Flughöhe 9235 Meter, Flugdauer 26 Stunden 10 Minuten und 19 Sekunden, Höhengewinn 8744 Meter.

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