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Bei Elektroautos wird die Technologie schon seit Jahren umgesetzt: Wer bremst, speist ein – die bei einer Tempodrosselung gewonnene Energie wird genutzt um die Batterie aufzuladen, der Motor wird zum Generator. "Bei einem Elektroflugzeug haben wir alle nötigen Komponenten schon an Bord", sagt Joscha Mayntz, "es gibt prinzipiell keinen Grund, Rekuperation nicht einzusetzen." Der thermische Wirkungsgrad von Elektromotoren sei viel besser als der von Verbrennern, zudem sei zumindest lokal ein emissionsfreier Verkehr möglich.

Die wissenschaftlich-technologische Herausforderung ist dabei die Gestaltung des Propellers. "Ein gewöhnlicher Propeller ist auf Vortrieb ausgelegt", erläutert er, beim Zwei-Wege-Betrieb ergäben sich andere Anforderungen. Die Forschungsarbeit von Joscha Mayntz findet im Rahmen des Projekts EDARIT (Electrical Drive and Regeneration In flight Tests) statt, das von Prof. Dr. Peter Dahmann am Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik koordiniert und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird. Das Projekt wird zusammen mit dem Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der RWTH Aachen durchgeführt. Die Optimierung der Propeller beruht auf einem fünfstufigen Verfahren. Am Anfang standen Berechnungen, auf deren Grundlage aufwendige Simulationen erstellt wurden. "Im Anschluss haben wir einen kompletten Antriebsstrang mit Propeller gebaut und im Windkanal getestet", erzählt Joscha Mayntz. Bei Luftgeschwindigkeiten von bis zu 200 Kilometern pro Stunde wurden verschiedene Varianten und Konfigurationen erprobt. Der vierte Schritt waren schließlich Rollversuche auf dem Flugplatz Aachen-Merzbrück, als fünften und letzten Schritt soll es Flugversuche geben.

"Wir haben das große Glück, dass wir an der FH Aachen auf eine sehr gute Ausstattung zurückgreifen können", betont der Doktorand. Vor allem der Motorsegler vom Typ Stemme S-10 VTX kommt dabei zum Einsatz. Unter die Flügel lassen sich sogenannte Wingpods montieren, die in diesem Fall die EDARIT-Messtechnik aufnehmen können. "Wenn wir die Propeller im Segelflugbetrieb testen, können wir ausschließen, dass es zu Störungen und Turbulenzen kommt", sagt er. Bei den Rollversuchen sei bereits deutlich geworden, dass es durch das Zusammenspiel von Propeller und Flügel zu Schwingungen kommt, die durch konstruktive Veränderungen aber beherrschbar seien.

Eine einfache Antwort auf die Frage, wie der ideale Propeller für Elektroflugzeuge aussehen kann, gibt es übrigens nicht. "Die optimale Konfiguration richtet sich nach der Bauart des Flugzeugs und der Flugmission", bekräftigt Joscha Mayntz, "in unserem Projekt haben wir einen Baukasten entwickelt, mit dem jeweils die bestmögliche Konfiguration ermittelt werden kann." Der Effizienzgewinn durch die Rekuperation dürfte bei rund 10 Prozent liegen. Dies könne zu größeren Reichweiten und verringerten Lade- und damit Standzeiten am Boden führen.

Joscha Mayntz ist einer der Doktoranden, die ihre Arbeit im Rahmen einer kooperativen Promotion erstellen. Partner ist das Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) in Australien, mit dem die FH eine entsprechende Vereinbarung geschlossen hat. Betreuer auf Seiten der FH ist Peter Dahmann, am RMIT zeichnen die Lehrenden Graham Dorrington und Vincenzo Muscarello verantwortlich. Der Doktorand hat bereits seinen Bachelor in Luft- und Raumfahrttechnik an der FH gemacht, im Master Aerospace Engineering nutzte er das Dual-Degree-Angebot von FH und RMIT.