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2<br />
Innovative Lösungsansätze<br />
Innovative solutions<br />
Bei der Abschätzung der Wartungskosten von Hochtemperatur-<br />
Supraleitungs-Motoren (HTS) und den damit verbundenen Flugzeugsystemen<br />
kamen erste vom Bauhaus Luftfahrt entwickelte<br />
Methoden zum Einsatz, die den Wegfall von Kraftstoff- und Hy draulik<br />
systemen oder die fehlende Hilfsgasturbine genauso berücksich<br />
tigten wie die erforderliche Anpassung der elektrischen Bordsysteme.<br />
Aufgrund des geringen Technologiereifegrades stellt sich<br />
die Abschätzung der HTS-Wartungskosten allgemein als schwieriger<br />
heraus als bei kerosinbasierten Antrieben. In der gängigen<br />
Fachliteratur wird darauf verwiesen, dass HTS-Motoren zuverlässiger<br />
als Gasturbinen arbeiten und weniger Wartung benötigen. Da<br />
sich HTS-Motoren für Luftfahrtanwendungen aber derzeit noch im<br />
Forschungsstadium befinden und ihre Wartungskosten daher unbekannt<br />
sind, wurden jene von Onshore-Windkraftanlagen einer<br />
ver gleichbaren Leistungsklasse herangezogen.<br />
Wendete man zudem die Entgeltmodelle heutiger Flughäfen<br />
an, verursachten elektrisch angetriebene Flugzeuge durch ihr größeres<br />
Gewicht nicht nur signifikant höhere Lande- und Navigationsgebühren<br />
sowie höhere Personalkosten für die Besatzung. Auch<br />
die direkten Wartungskosten der Flugzeugzelle würden durch das<br />
Mehrgewicht erhöht.<br />
Die Analyse des Bauhaus Luftfahrt ergab, dass die laufenden<br />
Batterieaufwendungen die Flugzeugfixkosten um bis zu 23 Prozent<br />
erhöhen. Potenziell könnten die Wartungskosten der HTS-Motoren<br />
zwar deutlich geringer ausfallen als die von konventionellen Turbofan-Triebwerken,<br />
jedoch reduzierten die gewichtsbedingt hohen<br />
In standhaltungsaufwendungen für die Flugzeugzelle den gesamten<br />
Wartungskostenvorteil auf nur noch vier Prozent. Nach heu tigen<br />
Durchschnittspreisen ergeben sich weitere zwei Prozent Ersparnis<br />
bei den Energiekosten. Rechnet man auch die Kosten für<br />
Besatzung, Umweltabgaben sowie Flughafen- und Navigationsgebühren<br />
hinzu, zeichnet sich am Ende ab, dass im Vergleich zu weiterentwickelten<br />
konventionellen Antrieben ein kostenneutraler Betrieb<br />
vollelektrischer Flugzeuge möglich sein könnte. Unterschiedliche<br />
Entwicklungen der volatilen Elektrizitäts- und Kerosinpreise<br />
können dieses Ergebnis aber stark beeinflussen.<br />
be considered. Instead, a further adjustment had to be effected for<br />
the onboard electric power system. Developing an approach to determine<br />
the engine maintenance costs for universally electric aircraft<br />
proved to be more difficult compared to new kerosene-based<br />
propulsion technology at given technology readiness levels. Especially<br />
for the HTS motors, it is only stated in literature that superconducting<br />
electric motors require less maintenance while having a<br />
higher reliability than gas turbines. As HTS motors for aeronautical<br />
use are still undergoing research, their maintenance costs are unknown<br />
as of today. Therefore, Bauhaus Luftfahrt used average operation<br />
and maintenance costs for on-shore wind turbines that<br />
maintenance costs for motors and generators are similar for this<br />
Megawatt power output class.<br />
Applying today’s airport charges to electrically powered aircraft,<br />
their significantly higher take-off and maximum landing<br />
weights result in higher landing and navigation charges, flight crew<br />
costs and airframe direct maintenance costs.<br />
Bauhaus Luftfahrt’s assessment highlighted that the batteries<br />
of an electric aircraft would raise the overall cost of ownership<br />
by 23 per cent. Engine direct maintenance costs of HTS motors<br />
show potential to be significantly lower in comparison to conventional<br />
turbofan architectures, but higher airframe maintenance expenditures<br />
due to the weight penalty of electric aircraft would<br />
reduce the overall maintenance cost advantage to a mere four per<br />
cent. A further two per cent reduction in required energy costs was<br />
calculated based on current average fuel and electricity prices. As<br />
soon as crew costs as well as environmental, airport and navigation<br />
charges were also taken into account, it became apparent that<br />
a cost-neutral operation of electrically-powered aircraft in comparison<br />
to advanced combustion technologies could be pos sible.<br />
However, it should be noted that opposing trends for electricity<br />
and fuel costs would always be highly influential to the final cost<br />
comparison.<br />
Bauhaus Luftfahrt Neue Wege. 57
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