Die Luftfahrtindustrie hat einen Schritt in eine neue Ära getan. In einer gemeinsamen Anstrengung von GE Aerospace, NASA, BETA Technologies und dem Boeing-Unternehmen Aurora Flight Sciences wurde ein historischer Testflug durchgeführt. Ein Hybrid-Elektroflugzeug stieg erstmals auf eine Höhe von über 9000 Metern – ein Niveau, das für moderne Passagierflugzeuge typisch ist. Die Entwickler bezeichnen diesen Flug als ein Ereignis, das in die Geschichte der Luftfahrt eingehen wird, da es die Funktionsfähigkeit von Hochspannungsantriebssystemen unter Bedingungen einer dünnen Atmosphäre bewies.

Sieg über die Physik der dünnen Luft

Der Betrieb elektrischer Systeme in großer Höhe war für Ingenieure immer eine schwierige Aufgabe. In Bordnetzen werden Spannungen von mehreren Kilovolt verwendet, was in einer dünnen Atmosphäre zu Koronaentladungen führen kann. Darüber hinaus kühlt die dünne Luft die Komponenten schlechter ab, was die Gefahr einer Überhitzung birgt. Zuvor wurden die Leistungskomponenten des Hybridantriebs in Druckkammern getestet, doch nur ein echter Flug konnte erschöpfende Informationen über das Verhalten dieser innovativen Lösungen liefern.

Die fliegende Labor-Saab 340B

Als Testplattform wurde ein modifizierter zweimotoriger Turboprop-Flugzeug vom Typ Saab 340B ausgewählt. Dieses Flugzeug wurde zu einer echten fliegenden Labor. Während einer Reihe von Tests gelang es den Ingenieuren, einen ununterbrochenen Flug mit dem laufenden Hybridsystem über eine Dauer von mehr als zwei Stunden durchzuführen. Die öffentliche Premiere des Flugzeugs fand am 20. Juli 2026 auf der prestigeträchtigen Luftfahrtausstellung Farnborough International Airshow in Großbritannien statt.

Architektur der Hybridanlage

An Bord des Saab 340B ist ein Megawatt-Hybridsystem installiert, das bei einer Spannung von mehreren Kilovolt arbeitet. Die Konfiguration des Flugzeugs ist einzigartig: Einer der serienmäßigen Turboprop-Triebwerke GE CT7 behielt das traditionelle Schema bei, während der zweite mit dem elektrischen Antriebsstrang kombiniert wurde. Die Ausrüstung wurde in einer speziellen umgekehrten Gondel am rechten Flügel untergebracht, deren Konstruktion eine verstärkte Belüftung der Hochspannungskomponenten gewährleistet.

Das System bestand aus:

  • Elektromotoren-Generatoren, Leistungswandler und Wechselrichter von GE;
  • Elektronischen Steuergeräten;
  • Getrieben der Firma Avio Aero;
  • Propeller von Dowty;
  • Wärmetauschern von Unison;
  • Drehmomentsensoren und Hochspannungsverkabelung.

Die Batterien für das System lieferte die Firma BAE Systems, während die Gondel von Aurora Flight Sciences hergestellt und integriert wurde.

Synergie von Turbine und Elektromotor

Im Gegensatz zu vollständig elektrischen Flugzeugen nutzt der experimentelle Saab eine Gasturbine, eine Akkubatterie und einen Motor-Generator als ein einziges Energiesystem. Die elektrische Maschine kann zusätzliche Leistung auf die Propellerwelle übertragen, was insbesondere beim Start und Steigen von Bedeutung ist. Dies ermöglicht eine Optimierung des Betriebsmodus des Gasturbinentriebwerks. In anderen Betriebsmodi erlaubt die Systemarchitektur eine Umverteilung der Leistung und Energierückgewinnung.

Laut BETA Technologies hat die elektrische Unterstützung der Gasturbine die Steigrate und die Höhenleistung des Flugzeugs erheblich verbessert.

Der Weg zur kommerziellen Anwendung

Die Anlage wurde im Rahmen des Programms „NASA Electrified Powertrain Flight Demonstration“ entwickelt, für das GE bereits 2021 einen Vertrag erhielt. Vorläufige Tests des Antriebsstrangs am NASA Electric Aircraft Testbed fanden 2022 statt, wobei der Betrieb bei einem Druck getestet wurde, der einer Höhe von bis zu 13.000 Metern entspricht.

Der aktuelle Flug bestätigte endgültig die Möglichkeit, eine solche Ausrüstung auf echten Flugzeugen im Höhenbereich der kommerziellen Luftfahrt einzusetzen. GE betrachtet diese Technologie als Fundament für zukünftige Hybridantriebe für Regional- und Schmalrumpfflugzeuge, einschließlich Triebwerke mit offenem Propeller. Es wird erwartet, dass die elektrische Unterstützung der Turbine den Kraftstoffverbrauch um bis zu 20 % senken und die damit verbundenen Betriebskosten reduzieren wird, obwohl das Unternehmen die genauen Einsparzahlen aus diesen spezifischen Flügen noch nicht veröffentlicht hat.