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Die Luftfahrt der Zukunft – ein Blick ins Jahr 2050

09.11.2021 2021/11

Das allgegenwärtige Thema der letzten Monate und Jahre bleibt der Klimawandel und welche Weichen gestellt werden müssen, um diesem entgegenzuwirken. Immer wieder gerät die Luftfahrt hier in die Kritik – da fliegen so gar nicht klimafreundlich ist.

Innovative Lösungen für das Klima: CO²-Ausstoß halbieren & Fluglärm reduzieren

Das ambitionierte Ziel der Branche ist es, bis 2050, trotz sich verdreifachender Passagierzahlen, den CO²-Ausstoß zu halbieren und somit eine umfassende Krise zu umgehen. Aktuelle Forschungen zu neuen Antriebstechniken sollen dabei helfen, diese Vision Realität werden zu lassen. Ob Elektro-, Solar oder Wasserstoffantrieb – der Ideenreichtum der Ingenieure, Wissenschaftler und Designer im Hinblick auf die Luftfahrt der Zukunft kennt kaum Grenzen.

Vor dem Hintergrund des 1,5 Grad-Ziels der Europäischen Union und knapper werdenden fossilen Brennstoffen wird die Frage nach dem Flugzeugantrieb der Zukunft immer drängender. Jeden Tag verbrennen die rund 35.000 Flugzeuge (exklusive kleinere Flugzeuge und Helikopter) etwa eine Milliarde Liter Kerosin. Doch nicht nur das schadet unserer Umwelt, auch Fluglärm muss reduziert werden – bis 2050 soll dieser um etwa zwei Drittel sinken.

Die Zukunft der Luftfahrtindustrie liegt im elektrischen Fliegen

In Kanada startete im vergangenen Jahr das erste voll-elektrische Passagierflugzeug und auch in Deutschland strebt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) nach dem ersten Passagier-E-Flieger.

Laut dem Koordinator für elektrisches Fliegen des DLR ist es zum jetzigen Zeitpunkt möglich, vor allem kleine Maschinen auf E-Antrieb oder Brennstoffzellen umzurüsten. Für große Langstreckenjets gestaltet sich dies um einiges komplizierter. Aktuell scheitert die Elektrifizierung von Flugzeugen vor allem an der geringen Leistungsdichte und dem hohen Gewicht von Batterien. Die Entwicklung elektrischer Antriebe wird aber verstärkt vorangetrieben und in der Zukunft der Luftfahrt eine entscheidende Rolle spielen. Denkbar ist zum jetzigen Zeitpunkt beispielsweise eine Hybridlösung, bei der die energieintensiven Starts und Landungen elektrisch erfolgen.

Brennstoffzellen und regenerative Energien könnten Fliegen emissionsfrei machen

Auf lange Sicht könnte die Batterie-Problematik durch die Verbrennung von Wasserstoff in einer Brennstoffzelle gelöst werden. Im Jahr 2016 hob am Stuttgarter Flughafen der Prototyp eines sieben Meter langen Brennstoffzellenflugzeugs mit vier Sitzen ab. Eine Kombination aus Wasserstoffspeicher, Brennstoffzelle und Hochleistungsbatterie für Startvorgang und Steigflug ermöglicht eine beachtliche Reichweite von 1.500 km und eine maximale Geschwindigkeit von rund 200 km/h. Wird der Wasserstoff durch Elektrolyse mithilfe regenerativer Energien gewonnen, so könnte mit dieser Kombination sogar ganz emissionsfrei geflogen werden.

Flugbranche: Zukunft mit Flugbenzin aus Biomasse & Solarantrieb

Experten gehen davon aus, dass zunächst das Potenzial zur Entwicklung emissionsärmerer Flugzeuge ausgenutzt wird. Neben der Steigerung der Triebwerkseffizienz bietet auch die Nutzung alternativer Brennstoffe jede Menge Potenzial für die Zukunft der Luftfahrt hinsichtlich der Reduktion von CO2- oder Ruß-Emissionen. Auch dazu gibt es bereits erste Ergebnisse seitens der DLR. Ein Beispiel ist unter anderem Flugbenzin, das mit Hilfe von Biomasse oder erneuerbarem Strom gewonnen werden kann und nicht mehr aus fossilem Erdöl hergestellt werden muss. Dieses synthetische Kerosin ist nicht nur CO2-neutral, sondern als Kraftstoff auch leistungsfähiger und insgesamt deutlich weniger umweltschädlich.

Ein weiterer Vorteil: Flugzeuge müssen hierfür nicht umgebaut werden, sondern lediglich die Tankfüllung ändert sich. Die Messungen ergaben, dass nicht nur der CO²-Ausstoß reduziert, sondern auch die Feinstaubmasse um 50% reduziert wurde.

Eine weitere Möglichkeit für eine klimafreundliche Zukunft der Flugbranche, die jedoch ebenfalls noch weit entfernt von der Massenfertigung ist, ist der Solarantrieb. Dass das funktioniert, zeigt die spektakuläre Weltumrundung des Schweizers Bertrand Piccard mit der solarbetriebenen Maschine „Solar Impulse 2“.

Die Elektrifizierung der Luftfahrt steht noch am Anfang, birgt aber ein großes Potenzial für den nachhaltigen Antrieb von Flugzeugen. Bis zum Jahr 2050 rechnen Experten mit tiefgreifenden Veränderungen. Die Antwort, wie diese Entwicklungen mit den aktuellen Bestrebungen in Einklang zu bringen sind, findet sich zum jetzigen Zeitpunkt noch jenseits der 10.000 Meter Grenze.

Fracht- und Passagierzahlen steigen trotz „Flugscham“ zukünftig weiter an

Die neuen Antriebstechniken sollen auch dabei helfen, Herr über den Interessenkonflikt zwischen Klimaschutz und steigenden Kapazitätsbedürfnissen zu werden. Niedrige Preise und ein immer größeres Streckennetz machen es möglich: Bis 2050 werden 9 Milliarden Passagiere in der Luft erwartet. Somit wird sich das Passagieraufkommen in der Luftfahrt der Zukunft im Vergleich zum aktuellen Stand mehr als verdoppeln. Begünstigt wird diese Entwicklung zusätzlich durch den Produktionsstopp des Airbus A380 und dem Kurswechsel von Großraum-Maschinen auf Mittelstreckenjets. Dies führt zwangsläufig zu wachsenden Flugzeugflotten und noch mehr Flugverkehr am Himmel.

Die zunehmende Globalisierung lässt auch die Nachfrage nach Frachttransporten in die Höhe schnellen. Bereits im Jahr 2030 erwartet das DLR in seinem Luftverkehrsbericht 7,3 Millionen Tonnen geladene Fracht in Deutschland – mehr als drei Mal so viel wie im Jahr 2014 – und es ist nicht davon auszugehen, dass dieser Trend 20 Jahre später rückläufig ist.

Zukunft der Luftfahrt – futuristische Kabinenausstattung

Antriebstechniken und Flugzeuggröße sind nur zwei Aspekte der Luftfahrt 2050. Flugzeugbauer – allen voran die Platzhirsche Boeing und Airbus – lassen sich auch in Bezug auf das Interieur einiges einfallen. Der amerikanische Flugzeugbauer Boeing präsentiert in einem Video seine Vorstellungen von der Flugzeugkabine der Zukunft: Die Kreativität der Designer reicht von Projektionen des Himmels an der Decke bis zu überdimensionalen, abgerundeten Bildschirmen.

Konkurrent Airbus geht noch einen Schritt weiter und integriert Gemeinschaftsräume mit interaktiven Beschäftigungsmöglichkeiten, Konferenzräume, ergonomisch anpassbare Sitze und Decken aus Glas in seine Zukunftsvision. Die Platzproblematik wird trotz aller Fortschritte – zumindest für Economy-Reisende – in den nächsten Jahren allerdings bestehen bleiben.

Visionen von „fliegenden Städten“ mit grenzenlosem Platz zum Shoppen, Sonnenbaden und Vergnügen existieren zwar, sind aber selbst für das Jahr 2050 noch als sehr ambitioniert zu bewerten.

Etwas realistischer ist dagegen die Etablierung von sogenannten „Nurflügeln“ mit einem fließenden Übergang zwischen Rumpf und Tragflächen im Flugverkehr. Diese konstruktive Auslegung ist derzeit überwiegend im militärischen Sektor verbreitet, wird von Boeing aber auch für die zivile Luftfahrt in Erwägung gezogen. Dank der deutlich größeren Flächenausnutzung könnte das Platzangebot im Flugzeug durch „Nurflügel“ signifikant verbessert werden.

Beim Start zeigen alle Motoren wie bei einer Rakete nach unten, später drehen sie sich waagerecht, wie bei einem herkömmlichen Flugzeug.
Die Zukunftsvision der Lilium GmbH. Ein senkrechtstartender Jet.
Die Zukunftsvision der Lilium GmbH. Ein senkrechtstartender Jet.
Der Personen-Multikopter von Volocopter – Volocopter V2X
Der e-volo Volocopter V2X soll schon bald die Individualluftfahrt revolutionieren – © CC4 Wiki
Der e-volo Volocopter V2X soll schon bald die Individualluftfahrt revolutionieren – © CC4 Wiki

Taxis der Lüfte – 2050 schon Realität?

Überfüllte Straßen, kilometerlange Staus und kollabierende Nahverkehrssysteme in Metropolen verlangen innovative Lösungsansätze. Sowohl etablierte Luftfahrtunternehmen als auch Start-ups aus aller Welt forschen daher an Fluggeräten, die den Nahverkehr von der Straße in die Luft verlagern. Elektrisch angetriebene „Lufttaxis“ könnten gleich zwei Probleme auf einmal lösen: durch den Verzicht auf fossile Brennstoffe können Feinstaub- und CO²-Emissionen erheblich gesenkt werden und durch die Verlagerung des Nahverkehrs zum Luftverkehr werden die Straßen entlastet.

Was wie eine ferne Vision der Luftfahrt Zukunft klingt, ist schon heute technisch machbar. Bereits 2017 absolvierte Volocopter einen Erstflug und gilt als Wegbereiter für den elektrifizierten Individualverkehr in der Luft.

Andere Start-ups gehen einen ähnlichen Weg: Der elektrisch angetriebene Lilium Jet aus München soll 300km eine Stunde lang fliegen können und kann senkrecht starten bzw. landen. Bereits im Jahr 2025 könnte das Lufttaxi als Fünfsitzer seinen Betrieb aufnehmen und Passagiere auf Gebäudedächern abholen.

Auch Branchenriesen wie Airbus und Siemens arbeiten mit Hochdruck an Luftfahrzeugen für den urbanen Einsatz und unterstreichen damit die Bedeutung dieses neuen Sektors für die Luftfahrt. Nimmt die aktuelle Entwicklung ihren Lauf, wird die Fortbewegung im Luftverkehr per Flugttaxi im Jahr 2050 genau wie die Fahrt in der U-Bahn zum Alltag gehören.

ARTS – Wir gestalten die Zukunft der Luftfahrt

Die Luftfahrt der Zukunft verspricht aufregend und spektakulär zu werden. ARTS gestaltet als erfahrener Experte für Industrial Engineering und Engineering Consulting die Flugzeuge von morgen aktiv mit und ist immer auf der Suche nach visionären und innovativen Mitarbeitern. Wenn Sie die Zukunft der Luftfahrt in Ihre eigenen Hände nehmen wollen, bieten wir Ihnen die richtige Perspektive.

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Quellen:aerotelegraph | Airbus | ARTE DLR | DLR_next | manager-magazin|stern.de I | stern.deII | WeltN24 GmbH | Wikipedia

About the Author
Nico Wiegand | Trainee
Nico Wiegand
Junior Account Manager

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