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Grüne Luftfahrt: Mikrowellen sollen elektrisches Düsentriebwerk antreiben

Ein neues Konzept soll Kerosin durch Strom ersetzen - ohne auf moderne Strahltriebwerke zu verzichten. Doch das Kernproblem elektrischer Luftfahrt bleibt ungelöst.
Ein Flugzeug mit Kondensstreifen vor der Sonne.Laden...

Flugzeugtriebwerke könnten mit Strom und Mikrowellen angetrieben werden statt mit Kerosin, schlägt ein Forscherteam aus China vor. Wie Dan Ye, Jun Li und Jau Tang von der Universität Wuhan berichten, haben sie einen Prototyp einer elektrischen Strahlturbine konstruiert, der ganz analog zum klassischen Düsentriebwerk Schub erzeugt. Laut ihrem jetzt in »AIP Advances« veröffentlichten Bericht erzeugen sie aus komprimierter Luft ein heißes Plasma, indem sie die Mikrowellen eines Magnetrons in einer Art »Brennkammer« konzentrieren. Ganz analog zu einem normalen Strahltriebwerk dehnt sich das erhitzte Plasma aus und erzeugt so Schub, den die Gruppe mit Hilfe einer Stahlkugel maß. Ihrer Ansicht nach ist der so erzeugte Schub, bezogen auf die eingesetzte Energie, vergleichbar mit jenem eines konventionellen Düsentriebwerks.

Die chinesischen Forscher sind keineswegs die Ersten, die sich mit Plasma-Antrieben für Flugzeuge befassen. 2018 stellte ein Team vom MIT einen experimentellen Antrieb auf der Basis von Hochspannung vor und ließ damit einen kleinen Prototyp bis zu 60 Meter weit fliegen. Allerdings lässt sich dieses Prinzip wohl nicht auf die für reale Flugzeuge nötigen Größenordnungen erweitern – der Mikrowellen-Düsenantrieb dagegen schon, berichten Ye, Li und Tang. Mit hinreichend viel Mikrowellenenergie sei ein mit tatsächlichen Strahltriebwerken vergleichbarer Schub erreichbar.

Das jedoch ist auch der Knackpunkt bei elektrisch betriebenen Flugzeugen: Das große technische Problem ist nicht, wie man mit Strom ordentlich Schub erzeugt – sondern wo all dieser Strom herkommen soll. Um die Energie einer Tankfüllung Kerosin als Strom an Bord zu haben, müsste ein elektrisches Flugzeug die etwa 40-fache Masse Batterien tragen. Die am weitesten fortgeschrittenen Konzepte für stromgetriebene Flugzeuge basieren deswegen auf hocheffizienten Elektromotoren, die Propeller antreiben – die kommen nämlich mit weit weniger Energie aus als Strahltriebwerke.

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