Das Fortbewegungsmittel der Zukunft

"Die neue Concorde": ZEHST von EADS, das Linienflugzeug mit Überschallantrieb

Die Luftfahrtindustrie hat mit einem Projekt von EADS nach dem Ende der Concorde im Jahr 2003 einen neuen Überschalltraum: ZEHST. Die etwas umständliche Abkürzung steht für Zero Emission Hypersonic Transport und würde das Reisegeschäft gleich doppelt revolutionieren und dabei wortwörtlich in ganz neue Sphären des Linienverkehrs vorstoßen. Die Planung spricht vom Jahr 2050 als Realisationszeitpunkt.


Die Daten des seit 2006 in der Entwicklung befindlichen futuristischen Flugzeugs sind beeindruckend:
- 60 bis 100 Passagiere
- 32 Kilometer Flughöhe
- Mach 4
- Kombinierter Vorschub aus drei Systemen und, am weitaus erstaunlichsten:
- Nahezu emissionsfreie Fortbewegung

Funktionsweise
Was wie ein sanfter Traum der Luftfahrt klingt, wird vom Chefentwickler als durchaus lösbares Problem beschrieben. Das Flugzeug bricht dabei jeden bisher aufgestellten Rekord. War die Concorde seinerzeit in der Lage, mit zweifacher Schallgeschwindigkeit circa 6500 Kilometer um den Globus zu fliegen, soll ZEHST über etwa 10.000 Kilometer eine Reisegeschwindigkeit von 4200 Kilometern pro Stunde ermöglichen. Plastisch: die Reise von Paris nach Tokyo würde damit etwa zweieinhalb Stunden dauern. Wer ob dieser Daten befürchtet, nur in einem Jagdfliegeranzug reisen zu können, irrt. Laut Entwicklern soll keine stärkere Beschleunigungskraft als das 1,2 fache der Erdanziehung (1,2 g) auf die Insassen wirken und den Flug damit sehr komfortabel gestalten.
Maßgeblich verantwortlich für die angestrebte, sehr gute Energiebilanz ist der Einsatz von drei Triebwerkssystemen, die in jeder Stufe den effizientesten Part übernehmen. Gestartet wird das Flugzeug auf einer herkömmlichen Landebahn mit Turbojets, wie sie an normalen Linienflugzeugen eingesetzt werden. In einer Höhe von fünf Kilometern setzen Raketentriebwerke ein, um das Flugzeug bis auf etwa Mach 2 zu beschleunigen und es auf Reiseflughöhe von circa 32 Kilometer zu befördern. Den Langstreckenpart übernehmen schließlich sogenannte Staustrahltriebwerke (Ramjets), die erst bei hohen Geschwindigkeiten ab ungefähr halber Schallgeschwindigkeit wirksam arbeiten. Der Vorteil darin liegt, dass die Luft zur Verbrennung nicht aktiv komprimiert werden muss, sondern bereits mit sehr hoher Geschwindigkeit einströmt – ein gesonderter Turbinenantrieb wird obsolet und: es spart Treibstoff.
Zur Landung verringert der futuristische Jet seine Geschwindigkeit und gleitet in tiefere Luftschichten, bis ab einer bestimmten Geschwindigkeit die Turbojets wieder einsetzen und das ZEHST zur Landebahn führen.

Neben all der technischen Raffinesse und den beeindruckenden Kennzahlen ist auch das Emissionsziel des ZEHST sehr beeindruckend: zero.
Durch den effizienten Einsatz der Antriebssysteme und zusätzlich Verwendung von Biotreibstoffen soll sich die Energiebilanz des Fliegers trotz der Rekordeigenschaften wieder ausgleichen. Hinzu kommt die extreme Flughöhe, die beinahe das doppelte der Concorde-Höhe  beträgt, und die Emissionen so einer unkritischeren Höhe abgesondert werden.

Der Treibstoff
Zur Treibstoffproduktion sind Algen im Gespräch, die nach anhaltender Kritik von Menschenrechtsorganisationen zu Biomasse wissenschaftliche Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Auch das europäische Luft- und Raumfahrtkonsortium EADS selbst beschäftigt sich mit der Forschung im Brennstoffbereich auf Algenbasis.
Algen bieten sich zur Produktion oder Verwendung von Treibstoffen an, da sie im Wachstumsprozess bereits große Mengen an Kohlendioxid verarbeiten, was sich positiv auf die Energiebilanz auswirkt. Die erwartete Energiedichte von Algentreibstoff liegt den Erwartungen von Experten zur Folge außerdem über der von herkömmlichen Stoffen, bei einem gleichzeitig geringeren Ausstoß von beispielsweise Stickstoff- und Schwefeldioxiden. Die Algen vermehren sich zudem sehr rasch und bilden mehr Substanz/Biomasse als vergleichbar genutzte Pflanzen.

Noch steht die Energieforschung auf dem Algengebiet zwar am Anfang, es wird aussichtsreich von Bioreaktoren in sonnenreichen Gebieten gesprochen, die Meinung ist aber nach wie vor geteilt. Selbst positive Stimmen betonen den noch ungewissen Charakter der Technologie.
Für Algen spräche aber jetzt schon, dass bei der Bioethanolherstellung auch weitere Produkte abfallen können, die positiv auf die Energiebilanz von „Algensprit“ wirkten. Ein denkbares Szenario: Entstehung von Zusätzen für die Tiernahrungsindustrie oder von Hochwertprodukten für Pharmazeutika.

Nahe Zukunft
Die Lufthansa will allerdings schon dieses Jahr einen Jet zwischen Frankfurt und Hamburg zur Hälfte mit Treibstoff aus nachwachsenden Rohstoffen betreiben, um das Langzeitverhalten noch nachhaltigem Bio-Kerosin zu erforschen.
Ab 2012 wird der Emissionshandel auch für die Luftfahrtindustrie eingeführt, sodass Airlines besonders auf ihre Emissionen achten werden. Schadstoffärmere Flugzeuge sind am Horizont also bereits in Sichtweite.
EADS jedenfalls will bis 2050 Kohlendioxid und Lärmemissionen halbiert haben und so der Luftfahrt zu einem wesentlich grüneren Geschäft verhelfen.

(c) Bilder EADS


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