Elektromotor von MIT-Forschern könnte Luftfahrt revolutionieren

Ingenieur*innen der US-Universität MIT entwickeln einen kompakten, leichten und leistungsstarken 1-Megawatt-Elektromotor. Dieser könnte die Elektrifizierung von Verkehrsflugzeugen ermöglichen. Momentan werden noch einzelne Komponenten erprobt, Tests mit dem vollständig zusammengebauten Motor sind für Herbst geplant.

Bislang konnten nur kleine Flugzeuge elektrifiziert werden, deren Motoren eine Leistung von einigen Hundert Kilowatt liefern. Größere Flugzeuge benötigen jedoch auch größere Motoren, und zwar mit Leistungen im Megawattbereich. Möglich wäre auch, hybride Antriebssysteme zu verbauen, etwa eine Kombination von Elektromotoren und Jet-Motoren. Der Vorteil wäre, dass durch den Einsatz von Elektromotoren die CO2-Emissionen der Flugzeuge gesenkt werden könnten - vorausgesetzt die Energie für den Elektromotor stammt aus nachhaltigen Quellen.

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Mehrere Betriebsweisen möglich

Für vollelektrische Anwendungen könnte der Motor mit einer Stromquelle wie einer Batterie oder einer Brennstoffzelle gekoppelt werden, so die Vorstellung des Teams. Der Motor kann dann den Propeller des Flugzeugs antreiben oder mit einem herkömmlichen Turbofan-Triebwerk gekoppelt werden.

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"Unabhängig davon, was wir als Energieträger verwenden - Batterien, Wasserstoff, Ammoniak oder nachhaltige Treibstoffe - die Motoren der Megawattklasse werden eine Schlüsselrolle bei der Ökologisierung der Luftfahrt spielen", ist Projektleiter Zoltan Spakovszky überzeugt. Die Entwicklung solcher Motoren sei harte Ingenieursarbeit, bei der es darum gehe, die einzelnen Komponenten zu optimieren und gleichzeitig miteinander kompatibel zu machen. "Das bedeutet, dass wir die Grenzen in den Bereichen Materialien, Fertigung, Wärmemanagement, Strukturen und Rotordynamik sowie Leistungselektronik verschieben müssen", sagt Spakovszky in einer Aussendung.

Elektromotor in der Größe eines Koffers

Besonderen Wert legte das Team auf das Gewicht des Motors. Der MIT-Elektromotor hat die Größe eines Koffers und wiegt weniger als ein erwachsener Passagier. Im Motor finden sich ein Hochgeschwindigkeitsrotor, der mit einer Reihe von Magneten ausgekleidete ist, ein Stator, der die komplizierte Kupferwicklung enthält, ein Wärmetauscher, der die Komponenten kühlt, und ein Leistungselektroniksystem, das den Motor steuert.

Die Forscher*innen haben dabei alle Komponenten einzeln konstruiert und geprüft. Der voll funktionsfähige Elektromotor soll dann im Herbst gebaut und getestet werden. "Ich denke, wir sind auf einem guten Weg", zeigt sich Spakovszky optimistisch.