Flugzeugschlepp: Elektroflugzeuge sollen normale Maschinen durch die Luft ziehen

Im Segelflug ist der sogenannte „F-Schlepp“ eine gängige Startart. Dabei wird ein Motorflugzeug mit einem Seil mit einem Segelflugzeug verbunden. Das Gespann hebt dann gemeinsam ab, und wenn die gewünschte Höhe erreicht ist, wird die Verbindung getrennt, sodass das Segelflugzeug seinen Flug alleine fortsetzen kann. Ein Startup aus den USA möchte dieses Konzept auf große Flugzeuge übertragen, die von elektrischen Schleppflugzeugen durch die Luft gezogen werden sollen, die sich wie beim Staffellauf ablösen.

Per Flugzeugschlepp durch die Luft

In der Luftfahrt ist die Elektrifizierung der Antriebe kein großes Thema. Denn um Mittel- oder Langstrecken mit Elektroflugzeugen bewältigen zu können, wären Batterien nötig, die beinahe den gesamten Innenraum des Flugzeugs einnehmen würden, sodass kaum Platz für Fracht oder Passagiere bliebe.

Das Start-up Magpie Aviation will dieses Problem nach Vorbild des F-Schlepps lösen. Elektrische Schleppflugzeuge sollen dabei herkömmliche Fracht- oder Passagiermaschinen ein Stück hinter sich herziehen. Lastensegler, die per Schleppflugzeug ans Ziel gebracht wurden, gab es bereits im zweiten Weltkrieg. Allerdings starteten die Gespanne damals wie auch heute im Segelflugzeug gemeinsam vom Boden aus, das Schleppseil konnte also auch am Boden eingeklinkt werden. Das Konzept, das sich Magpie Aviation ausgedacht hat, sieh vor, dass die Flugzeuge aus eigener Kraft starten und die Verbindung zum Schleppflugzeug in der Luft hergestellt wird, was die ganze Sache komplizierter macht. Allerdings konnte Magpie Aviation bereits eine automatische Kupplung demonstrieren, die es möglich macht, zwei Maschinen während des Fluges miteinander zu verbinden.

Vorbild für den Vorgang waren die Luft-Tankmanöver, die Luftwaffen diverser Länder durchführen. Bei diesen Manövern zieht das Tankflugzeug einen Schlauch hinter sich her, der von einem kleinen Fallschirm stabilisiert wird. Aufgabe des Jetpiloten ist es dann, die Tankvorrichtung seines Jets so zu positionieren, dass sie Kontakt mit der trichterförmigen Kupplung des Schlauchs bekommt und dort verriegelt wird.

Elektrische Unterstützung für Kupplungs-Verfahren

Die Tüftler von Magpie Aviation haben das Verfahren um elektronische Hilfen erweitert. Mittels optischer Sensoren und GPS mit sogenannter Echtzeitkinematik wird eine zentimetergenaue Positionierung der Kupplungsteile ermöglicht. Leitbleche positionieren die Kupplung am Schleppseil an dem Gegenstück an der Nase des zu schleppenden Flugzeugs.

„Der Pilot muss sich der Schleppmaschine nur mit der richtigen Geschwindigkeit annähern. Alles andere – vertikale und horizontale Ausrichtung – übernimmt das Gerät„, so der CTO von Magpie, Andrew Goessling. Das Andocken an das Schleppseil sei daher deutlich einfacher als das Auftanken in der Luft, das vom Piloten beträchtliche Fähigkeiten verlange.

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Erste Tests bereits erfolgreich

Das Verfahren wurde auch bereits in der Luft getestet. Im Rahmen mehrerer Testflüge gelang es wiederholt, ein Segelflugzeug mit Hilfe des Systems mit einer Schleppmaschine zu verbinden – ein Novum in der Geschichte der Luftfahrt. In diesen Versuchen war das Schleppseil etwa 100 Meter lang. Der praktische Einsatz mit größere Maschinen solle dann mit Seillängen zwischen 500 und 1500 Metern erfolgen, um beide Maschinen ausreichen von Turbulenzen zu entkoppeln. Magpie Aviation geht davon aus, bis 2030 Maschinen von der Größe eines Turboprop-Regionalfliegers schleppen zu können. Danach sollen Single-Aisle-Jets folgen. Dabei spielt die Antriebsart der geschleppten Maschinen keine Rolle, diese können also auch elektrisch angetrieben werden.

Schleppflugzeug-Flotten für Mittel- und Langstrecke

Vorerst gehe es mit den Schleppflugzeugen nur darum, Flugzeuge nach dem Start auf Reiseflughöhe zu bringen. Die eigentliche Vision ist ungleich ambitionierter. Magpie Aviation schweben ganze Flotten von Schleppflugzeugen, die auf Regionalflughäfen entlang der Flugroute stationiert werden und so elektrische Flugstrecken von mehr als tausend Kilometern zu ermöglichen. Dabei sollen die geschleppten Maschinen stets die Möglichkeit haben, zur Not auf einem Alternativ-Flughafen landen zu können.

Der Aufwand hinter solch einer Methode ist nicht zu unterschätzen. Für jeden Lang- oder Mittelstreckenflug müssten mehrere Starts von Schleppflugzeugen koordiniert werden. Sinn ergibt das System zudem nur dann, wenn es möglichst zuverlässig funktioniert. Laut Magpie wäre das System geringfügig teurer als der Betrieb konventioneller Passagiermaschinen, aber günstiger als klimaneutraler Treibstoff oder Wasserstoff.

Allerdings verbraucht die Luftfahrt die meiste Energie bei Start und im Steigflug. Nach dem Erreichen der Reiseflughöhe ist der restliche Flug relativ sparsam. Vielleicht ließen sich daher auch Elektroflugzeuge mit brauchbarere Reichweite realisieren, wenn eine Alternative Startmethode zur Verfügung stünde und der Steigflug von einem Schlepper bewältigt wird.

„Es klingt verrückt, aber wir konnten keinen Grund finden, warum es nicht funktionieren sollte„, so Vander Lind, CEO von Magpie Aviation. Angeblich laufen auch bereits Gespräche mit der US-Luftfahrtbehörde FAA, um eine Zulassung des Verfahrens zu ermöglichen.

via Aviationweek