In Cottbus ist eine neue Testumgebung für elektrische Flugantriebe erfolgreich in Betrieb gegangen. Im Forschungsprojekt ETHAN wurden bei CHESCO die ersten vier von insgesamt acht geplanten Testachsen gestartet. Mehr als 35 Tests mit über 150 Stunden Laufzeit sind bereits absolviert worden. Künftig sollen bis zu acht elektrische Antriebe gleichzeitig unter realistischen Flug-, Belastungs- und Fehlersituationen untersucht werden können.
Damit entsteht in Cottbus eine Infrastruktur, die bei der Entwicklung sicherer elektrischer Antriebssysteme für zukünftige Luftfahrzeuge helfen soll.
CHESCO: Vier elektrische Flugantriebe bereits gleichzeitig getestet
Der erste wichtige Schritt war der sogenannte „First Turn“. Dabei wurde ein Flugmotor erstmals unter Betriebsbedingungen auf dem neuen Prüfstand getestet. In den bisherigen Versuchen erreichten die Systeme wiederholt bis zu 1.450 Umdrehungen pro Minute und ein Drehmoment von 1.560 Newtonmetern. Mittlerweile konnte CHESCO nicht nur einzelne Motoren untersuchen. Auch der gleichzeitige Betrieb von vier Antriebssystemen wurde erfolgreich getestet. Dabei kamen bislang vier unterschiedliche Motoren zum Einsatz.
Prüfstand simuliert Belastungen während eines Fluges
Entscheidend ist, dass die Motoren nicht einfach nur eingeschaltet und vermessen werden. Die Prüfstände können unterschiedliche Situationen nachbilden, denen ein elektrischer Antrieb während eines echten Fluges ausgesetzt sein könnte. Dazu gehören verschiedene Flugphasen und Belastungen, Batteriesimulationen und gezielt erzeugte elektrische Fehler. Ein sogenannter Dyno kann beispielsweise Gegenkräfte erzeugen und damit simulieren, wie ein Propeller den Motor während des Fluges belastet. So lässt sich untersuchen, wie sich der komplette Antrieb unter wechselnden Bedingungen verhält.
Mehr als 500 Messstellen sammeln Daten
Für die Untersuchungen wurde eine umfangreiche Messinfrastruktur aufgebaut. Mehr als 500 Messstellen erfassen unter anderem Temperaturen, Drücke, elektrische Ströme und Spannungen. Dadurch können auch sehr schnelle Veränderungen innerhalb des Antriebssystems aufgezeichnet und später ausgewertet werden. Hinzu kommt ein zweistufiges Kühlsystem mit Öl- und Wasserkreislauf, das die Technik auch bei längeren Testläufen vor Überhitzung schützen soll.
Elf elektrische Fehler gezielt ausgelöst
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Sicherheit. Bei den bisherigen Versuchen wurden bereits elf unterschiedliche elektrische Fehlerszenarien gezielt in laufende Flugantriebssysteme eingebracht. Dazu gehörten unter anderem kontrollierte Kurzschlüsse und Fehler innerhalb einzelner elektrischer Phasen. Dabei wird untersucht, wie ein Antrieb auf solche Situationen reagiert. Ziel ist, dass ein betroffenes System einen Fehler zuverlässig erkennt und kontrolliert reagieren kann, während andere Antriebe möglichst weiterarbeiten.
Das ist vor allem für Fluggeräte mit mehreren elektrischen Motoren wichtig: Fällt ein einzelner Antrieb aus, muss ein Luftfahrzeug weiterhin sicher betrieben und gelandet werden können.
Acht Testachsen sollen bis Herbst bereitstehen
Aktuell sind vier der geplanten acht Testachsen einsatzbereit. Die nächsten vier sollen nach derzeitiger Planung im September und Oktober 2026 in Betrieb gehen. Anschließend könnten in Cottbus bis zu acht elektrische Flugantriebe gleichzeitig untersucht werden. Jede Prüfmaschine ist technisch für maximal 610 Kilowatt Leistung, 5.000 Newtonmeter Drehmoment und 3.300 Umdrehungen pro Minute ausgelegt. Diese Werte stellen jeweils die maximalen Auslegungsgrenzen dar und können nicht zwangsläufig gleichzeitig erreicht werden. Damit können verschiedene Antriebskonzepte untersucht werden – von Motoren mit höheren Drehzahlen bis zu Systemen, die mit einem hohen Drehmoment große Propeller antreiben.
Perspektivisch komplette elektrische Flugantriebe im Test
Nach dem vollständigen Ausbau soll die Anlage auch komplexere mehrmotorige Systeme abbilden können. Perspektivisch könnte damit beispielsweise ein vollständiges elektrisches Antriebssystem eines Urban-Air-Mobility-Luftfahrzeugs simuliert und unter unterschiedlichen Bedingungen getestet werden. Am Projekt ETHAN sind chesco ZWE, die BTU Cottbus-Senftenberg und die CHESCO GmbH beteiligt. Zusätzlich bringen unter anderem die Technische Hochschule Wildau und die Renk Test System AG ihre Expertise ein.
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