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Flugzeug hebt erstmals mit Ionenantrieb ab

Es klingt nach Science Fiction, ist aber keine mehr: US-Forscher haben es geschafft, ein Miniflugzeug nur mithilfe von Ionenwind fliegen zu lassen.

Von Heute Redaktion

13.09.2021, 18:53

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Es könnte der erste Schritt zu einer neuen Form des Flugzeugantriebs sein: Wissenschaftler um Haofeng Xu vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein Flugzeug konstruiert, das ganz ohne Verbrennungsmotor auskommt.

Statt mit Kraftstoff angetrieben, so die Forscher im Fachjournal "Nature", wird die der "Version 2 EAD Airframe" von einem rein elektrisch erzeugten Ionenwind getragen (siehe unten). Entsprechend verursacht es keine Schadstoffemissionen.

Ein Umstand, der nach Meinung der Wissenschaftler die Zukunft der Luftfahrt sein sollte. Diese "sollte nicht in Dingen wie Propellern und Turbinen liegen", so MIT-Aeronautiker Steven Barrett. "Es sollte eher wie Star Trek aussehen, mit einer Art blauer Glut und etwas in der Luft."

Gute Zukunftsaussichten

Der experimentelle Prototyp, den die Forscher nun auf einen Testflug geschickt haben, erinnert an eine Drohne, die vor allem aus Flügeln besteht. Er hat eine Spannweite von fünf Metern und wiegt etwas mehr als zwei Kilogramm. Nach ersten Schwierigkeiten gelang es dem Team, ihn bis zu 55 Meter mit einer Geschwindigkeit von 4,8 Metern pro Sekunde fliegen zu lassen.

Der "Version 2 EAD Airframe" vor seinem Testflug im duPont Athletic Center in Cambridge, Massachusetts. (Bild: Steven Barrett, Handout via Reuters)

"Das ist der erste längere Flug eines Flugzeugs mit elektro-aerodynamischem Antrieb", freute sich Barrett über die Premiere. "Unser Konzept eröffnet neue Möglichkeiten für künftige Luftfahrzeuge, die leiser und mechanisch simpler aufgebaut sind als bisherige Varianten und dabei keine Abgase ausstoßen", so Barrett. Als Inspiration für den Ionenantrieb fungierte unter anderem die TV-Serie "Star Trek", für die sich der Forscher seit seiner Kindheit begeistert.

Sein Kollege Franck Plouraboué von der Universität Toulouse, der nicht an der Studie beteiligt war, schreibt in einem Kommentar: "Vorher gab es bis auf diese kleinen Geräte, die nur ein paar Gramm wiegen, noch kein ionisches Fluggerät." Sollte sich der Erfolg des Prototyps auch in größerem Maßstab erzielen lassen, dürfte der neuen Technik eine große Zukunft bevorstehen.

So funktioniert der Ionen-Antrieb

Beim MIT-Prototypen wird der Ionenantrieb über parallele, quer zur Flugrichtung ausgerichteten Drahtpaare erreicht.

Der vordere Draht wird mit einer Hochspannung von 40.000 Volt geladen, woraufhin das starke elektrische Feld um ihn herum geladene Elektronen aus der Luft reißt. Diese werden von dem zweiten, dahinter liegenden Draht aufgrund des Spannungsgefälles angezogen und beschleunigt.

Auf ihrem Weg zu dem hinteren Draht stoßen die Elektronen mit den neutralen Molekülen der Luft zusammen und übertragen ihre Impulse auf diese. So entsteht ein Wind aus Luftteilchen.

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(fee)