Das weltweit größte vollelektrische Flugzeug absolvierte seinen Erstflug: Das 11 Tonnen schwere „Fluglabor“ stieg in die Lüfte, und die elektrische Luftfahrt hat den kritischen Schwellenwert überschritten.

5 US-Dollar.

Das ist der gesamte Stromverbrauch, der bei dem Jungfernflug der Heart Aerospace X1 in der vergangenen Woche am Internationalen Flughafen Plattsburgh im US-Bundesstaat New York angefallen ist. Umgerechnet in Renminbi sind das etwas mehr als 30 Yuan.

Das maximale Startgewicht dieses Flugzeugs übersteigt 11,34 Tonnen, seine Länge beträgt 23,2 Meter, die Spannweite 32,3 Meter, und die Spitzenleistung des elektrischen Antriebssystems übertrifft 1 Megawatt – es ist das größte batterieelektrische Flugzeug der Welt, das bisher einen Flug absolviert hat.

Der Flug dauerte 27 Minuten, erreichte eine maximale Flughöhe von 335 Metern und absolvierte vollständig alle Testflugdisziplinen: Rollen auf dem Boden, Start, Flugmanöver und sanfte Landung. Die gesamte Strecke wurde von bordeigenen Batterien gespeist, ohne dass Treibstoff verwendet wurde. Dieser Testflug wurde im Rahmen des experimentellen Sondergültigkeitszertifikats der Federal Aviation Administration (FAA) der USA durchgeführt.

Der Jungfernflug kostete nur 5 US-Dollar Stromkosten! Der weltweit größte Prototyp eines vollelektrischen Flugzeugs stieg erfolgreich 27 Minuten lang in die Luft.

Die Stromkosten für einen einzelnen Testflug betragen nur etwa 5 US-Dollar, was das potenzielle Vorteil des elektrischen Antriebs in Bezug auf die Energiekosten zeigt. Die Leistung im Megawattbereich stellt eine extreme Herausforderung für Batterien, Motoren, Wärmemanagement und Flugsteuerung dar. Im Luftfahrtbetrieb herrschen starke Vibrationen und extreme Temperaturunterschiede, und die bei der Hochleistungsentladung entstehende Wärme bedroht direkt die Flugsicherheit. Mit diesem Jungfernflug der X1 wurde die Betriebsfähigkeit des elektrischen Antriebssystems im Megawattbereich unter echten Flugbedingungen vorläufig nachgewiesen.

Die X1 ist kein Passagierflugzeug, sondern ein „vorläufiges Experiment“ für die ES-30

Die X1 selbst wird nicht im kommerziellen Betrieb eingesetzt. Sie ist als technisches Demonstrationsflugzeug in voller Größe konzipiert, das speziell dazu dient, Schlüsseltechnologien wie die Luftfahrttauglichkeit von Batterien, leistungsstarke elektrische Antriebe, elektrische Flugsteuerung und Kühlsysteme in der Praxis zu messen, um Gültigkeitsdaten für die späteren Serienmodelle zu sammeln.

Das eigentliche kommerzielle Ziel von Heart Aerospace ist die ES-30, ein hybrides Regionalverkehrsflugzeug mit 30 Sitzplätzen. Das Konzept der ES-30 sieht vor, auf Kurzstrecken rein elektrisch zu fliegen und auf Langstrecken einen Turbolader zur Reichweitenverlängerung zu aktivieren. Es zielt hauptsächlich auf den Markt für Kurzstreckenflüge zwischen 200 und 400 Kilometer ab, für Szenarien wie den Pendelverkehr zwischen Städten, touristische Flugrouten und die Anbindung entlegener Gebiete.

Die X1 soll die Technologie bis zur Flugtauglichkeit bringen, die ES-30 soll mit Passagieren Gewinne erzielen.

Aber die Engpässe sind ebenso klar. Die Energiedichte der Batterien ist nach wie vor die größte Einschränkung. Die X1 absolvierte bei diesem Flug nur einen kurzen Testflug in geringer Höhe, was eine deutliche Lücke zu der Reichweite und Höhe darstellt, die für den kommerziellen Regionalverkehr erforderlich ist. Bei der Schnellladetechnik, der Batterieleistung bei niedrigen Temperaturen in großer Höhe und der industriellen Umsetzung des Wärmemanagements gibt es noch viele ungelöste Probleme. Vom Demonstrationsflugzeug zum kommerziellen Passagierflugzeug sind noch jahrelange strenge Zulassungsverfahren erforderlich. Ob der kommerzielle Betriebsstart der ES-30 eingehalten werden kann, hängt von der Qualität der in den kommenden Jahren gesammelten Daten ab.

In derselben Woche erzielte China Durchbrüche bei den Batterien

In derselben Woche, in der die X1 ihren Jungfernflug absolvierte, kündigte CATL an, dass sein für bemannte eVTOL entwickeltes Luftfahrt-Batteriesystem die Prüfung bestanden hat, bei der eine thermische Durchgehung einer benachbarten Zelle nicht auf andere Zellen übergreift, und eine Energiedichte von 350 Wh/kg erreicht. Nach Angaben von CATL ist dies das weltweit erste Luftfahrt-Batteriesystem mit prismatischen Zellen, das diese Prüfung bestanden hat.

Betrachtet man beide Ereignisse zusammen: Europa und die USA arbeiten an der Überprüfung des gesamten Flugzeugsystems, China durchbricht die Grenzen der Energiedichte und Sicherheit der Batteriezellen. Die Wege sind unterschiedlich, aber beide zielen auf denselben Punkt ab: Die kommerzielle elektrische Luftfahrt geht von der technischen Überprüfung zur großflächigen Umsetzung über, und die Batterie ist die letzte und wichtigste Hürde.

Der Druck der Luftfahrtindustrie zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität hält an, und die Elektrifizierung wird als dritter technischer Weg nach der Verbesserung der Treibstoffeffizienz und der Verwendung nachhaltiger Flugkraftstoffe angesehen. Der Jungfernflug der X1 markiert, dass dieser Weg offiziell aus dem Labor in das System der Lufttauglichkeitsprüfung eintritt.

Wenn die 11 Tonnen schwere X1 die Möglichkeit der Elektrifizierung der zivilen Luftfahrt nachweist, dann steht die 350 Wh/kg schwere Luftfahrtbatterie von CATL in direktem Zusammenhang mit einem näheren Einsatzbereich – den eVTOL. Die geringe Reichweite und das hohe Gewicht der Batterien sind derzeit die größten Hindernisse für die kommerzielle Umsetzung von bemannten eVTOL. Mit jeder Erhöhung der Energiedichte können Reichweite und Nutzlast des Fluggeräts verbessert werden. Die Batteriezelle von CATL, die die Prüfung zum thermischen Durchgehen bestanden hat, wurde speziell für den Einsatz in bemannten eVTOL entwickelt.

Die Elektrifizierung der zivilen Luftfahrt ist noch ein langwieriger Prozess, während das kommerzielle Fenster für eVTOL bereits geöffnet ist. Die beiden Bereiche nutzen dieselbe Batterietechnologie. Vom 11 Tonnen schweren Demonstrationsflugzeug bis zum zweisitzigen Lufttaxi gilt dasselbe technische Prinzip: Die Batterien leichter, sicherer und langlebiger zu machen. Die Bedeutung des Fluges der X1 reicht nicht nur auf den Regionalflugverkehr, sondern auf die gesamte Zukunft des elektrischen Fliegens aus.

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Offiziellen Konto „Sina Low Altitude“, Autor: Kuai Bao für Niedrigflugbereiche, veröffentlicht mit Genehmigung von 36Kr.