Sehen alle Flugzeuge gleich aus? Tatsächlich sind sie ganz anders

Verglichen mit den 1950er und 1960er Jahren, als es allerlei übertriebene Ideen und eine florierende Wirtschaft gab, scheint die zivile Luftfahrtindustrie heute ein Stadium erreicht zu haben, in dem es ihr an Innovation mangelt. Der Ablauf und das Erlebnis einer Fahrt mit einem Verkehrsflugzeug unterscheiden sich heute wahrscheinlich nicht wesentlich von denen vor zwanzig oder sogar dreißig Jahren.

Doch hinter dieser scheinbaren Stabilität stecken in der zivilen Luftfahrtindustrie tiefgreifende Veränderungen. Schauen wir uns an, wie sich die zivile Luftfahrtindustrie in den letzten Jahren verändert hat.

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Globale Landschaft der Fertigungsindustrie für die Zivilluftfahrt

Einen Anreizschock erleben

Ende September 2022 erhielt das mit Spannung erwartete chinesische Großflugzeug, das Schmalrumpf-Passagierflugzeug COMAC C919, nach mehr als fünf Jahren Flugerprobung und Zertifizierungsarbeit endlich die Musterzulassung der chinesischen Zivilluftfahrtbehörde. Es wird erwartet, dass die erste C919 in wenigen Tagen an den Erstkunden China Eastern Airlines ausgeliefert wird und bald den kommerziellen Betrieb aufnehmen wird.

Dies bedeutet, dass Chinas erstes vollständig kommerzialisiertes großes Passagierflugzeug einer eigenen Marke offiziell begonnen hat, am harten Wettbewerb auf dem internationalen Luftfahrtmarkt teilzunehmen.

Mit dem Aufkommen der C919 wurde das seit Jahrzehnten anhaltende Monopol von Boeing und Airbus auf dem Markt für Großflugzeuge in der Zivilluftfahrt gebrochen.

Gleichzeitig stellt sich die russische Luftfahrtindustrie erneut einer Herausforderung: Mit ihrem großen Zivilflugzeug MC-21 wird das Flugzeug nach einer Reihe interner und externer Probleme bald an die russische Fluggesellschaft Rossiya Airlines ausgeliefert.

Sowohl MC-21 als auch C919 sind Schmalrumpfflugzeuge mit einem Mittelgang. Sie werden mit der 737MAX-Serie von Boeing und der A320neo-Serie von Airbus um das größte Stück vom Kuchen in der zivilen Luftfahrtindustrie konkurrieren. Der Eintritt neuer Kräfte wird der weltweiten Zivilluftfahrtindustrie sicherlich neue Trends bescheren.

Manche sind glücklich, andere sind traurig. Während Herausforderer wie COMAC mit großem Selbstvertrauen in den Wettbewerb einsteigen, haben sich andere Flugzeughersteller dazu entschieden, sich aus dem Markt für die Herstellung ziviler Flugzeuge zurückzuziehen.

Zu ihnen zählt auch das kanadische Unternehmen Bombardier, das einst kurz davor stand, ein großer Hersteller ziviler Flugzeuge zu werden. Dieser erfahrene Hersteller, der einst eine Reihe erfolgreicher Turboprop- und Jet-Regionalflugzeuge produzierte und betrieb und zu Beginn des 21. Jahrhunderts seine eigene 100-sitzige Jet-Serie der CS-Serie auf den Markt brachte, hat seine Produktionslinie für Passagierflugzeuge im Februar 2020 vollständig veräußert und konzentriert sich derzeit auf die Entwicklung und Produktion von Geschäftsflugzeugen.

Die CS-Serie von Bombardier wurde von Airbus gekauft und in die A220-Serie von Airbus umgewandelt.

Die CRJ-Serie regionaler Verkehrsflugzeuge, die vor der CS-Serie entstand, wurde von der japanischen Mitsubishi Aircraft Corporation übernommen. Das japanische Unternehmen Mitsubishi hat die Vermögenswerte von CRJ gekauft, um sein eigenes Passagierflugzeugportfolio zu verbessern.

Nach einer Reihe von Verzögerungen in der Forschung und Entwicklung, finanziellen Schwierigkeiten und den Auswirkungen der COVID-19-Pandemie auf die weltweite Luftfahrtindustrie beschloss das japanische Unternehmen Mitsubishi Ende 2021 jedoch, das Projekt des Regionalverkehrsflugzeugs SpaceJet aufzugeben, das sich bereits in der Testflugphase des Prototyps befand.

Zu diesem Zeitpunkt, nach fast zwanzig Jahren und unzähligen Geldausgaben, war Japans Traum, in der Herstellung großer Zivilflugzeuge eine führende Rolle zu spielen, erneut zerplatzt.

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Der Austausch von Passagierflugzeugen wird still und leise abgeschlossen

Am Abend des 6. Dezember 2022 Ortszeit wurde ein Frachtflugzeug vom Typ Boeing 747-8 aus dem Tor der Boeing-Produktionslinie in Everett, Seattle, USA geschoben und markierte damit das Ende der 54-jährigen Produktionsgeschichte der legendären Boeing 747, bekannt als die Königin der Lüfte. Die endgültige Auslieferungszahl blieb bei 1.574 Flugzeugen.

Die Boeing 747 ist das erste Großraum-Passagierflugzeug der Welt. Die Produktionslinie in Everett wurde speziell für dieses riesige viermotorige Passagierflugzeug gebaut. Es umfasst eine Fläche ähnlich der gesamten Verbotenen Stadt und ist eines der größten Einzelgebäude der Welt.

Die Boeing 747 ist nicht allein: Vor knapp einem Jahr wurde auch die Produktionslinie ihres Herausforderers, des Superjumbos Airbus A380, nach der Fertigstellung des 254. Flugzeugs eingestellt.

Auch der A380 ist ein vierstrahliger Jumbojet. Der schrittweise Abschied von der Boeing 747 markiert das Ende der Ära der vierstrahligen Düsenverkehrsflugzeuge in der Geschichte der zivilen Luftfahrt. Im Bereich der Großraumflugzeuge haben sich die zweistrahligen, etwas kleineren, aber sparsameren Airbus A350- und Boeing 787-Serien zu den am häufigsten genutzten Flugzeugmodellen für Passagiere auf Interkontinentalreisen weltweit entwickelt.

Im Bereich der Schmalrumpfflugzeuge, die zahlenmäßig sogar noch größer sind, haben die seit einer Generation existierenden Serien Boeing 737NG und Airbus A320ceo vor Kurzem die Auslieferung ihrer letzten Maschinen abgeschlossen.

Obwohl diese klassischen Modelle noch immer die am häufigsten auf Flughäfen anzutreffenden Flugzeuge sind, werden mit der schnellen Produktion und Auslieferung ihrer Nachfolger, der Serien Boeing 737MAX und Airbus A320neo, immer mehr Menschen diese Flugzeuge der neuen Generation erleben.

Es sei darauf hingewiesen, dass für die Boeing 737MAX-Serie noch keine Wiederaufnahme der Flugerlaubnis von der Zivilluftfahrtbehörde meines Landes vorliegt, in anderen Teilen der Welt jedoch der normale kommerzielle Betrieb sowie die Produktion und Auslieferung wieder aufgenommen wurden.

Wer nicht aufmerksam die Augen öffnet und die Ohren spitzt, merkt möglicherweise nicht, dass er sich in einem Flugzeug der neuen Generation befindet, denn diese Flugzeuggeneration unterscheidet sich weder im Aussehen noch in der Kabinenausstattung wesentlich von der Vorgängergeneration.

Der größte optische Unterschied besteht darin, dass das Triebwerk durch ein Turbofan-Triebwerk mit größerem Nebenstromverhältnis ersetzt wurde, was intuitiv einen größeren Durchmesser bedeutet. Das bemerkenswerteste Merkmal dieser Motoren mit größerem Durchmesser ist, dass sie im Allgemeinen 10 bis 15 % kraftstoffeffizienter sind als die vorherige Generation. Ein geringerer Kraftstoffverbrauch bedeutet geringere Betriebskosten und weniger CO2-Emissionen.

Zudem weisen die Triebwerke der neuen Generation in der Regel einen geringeren Geräuschpegel auf, weshalb man schon die Ohren spitzen muss, um festzustellen, ob man in einem Passagierflugzeug der neuen Generation sitzt.

Das Passagierflugzeug C919 meines Landes verwendet ebenfalls das gleiche Turbofan-Triebwerk mit hohem Nebenstromverhältnis wie die Boeing 737MAX und der Airbus A320neo und ist daher auch ein wichtiges Modell der neuen Generation von Passagierflugzeugen.

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Energieeinsparung und Emissionsreduzierung

Große Herausforderungen für die weltweite Zivilluftfahrtindustrie

Da sich durch den globalen Klimawandel verursachte Katastrophen immer häufiger ereignen, tauchen in unserem Alltag immer häufiger Wörter wie Kohlendioxidemissionen, Kohlendioxidneutralität und Kohlendioxidspitzenwert auf.

Heute betragen die Kohlendioxidemissionen der zivilen Luftfahrtindustrie weltweit etwa 2,1 % der globalen Kohlendioxidemissionen aus menschlichen Aktivitäten und 12 % der globalen Kohlendioxidemissionen aus dem Transportwesen. Auch wenn der Anteil nicht groß ist, ist die zivile Luftfahrtindustrie im Durchschnitt pro Flugzeug, Flug und Fluggast zweifellos ein großer CO2-Emittent.

Derzeit haben sich viele Fluggesellschaften und Flugzeughersteller ehrgeizige Ziele gesetzt, um in den nächsten 10 bis 20 Jahren eine CO2-Neutralität zu erreichen. Wenn wir die bestehenden Motoren weiterhin verbessern, alle zehn Jahre eine Generation entwickeln und den Kraftstoffverbrauch mit jeder Generation um etwa 10 % senken, bleibt das Ziel der CO2-Neutralität nichts weiter als ein Wunschtraum.

Um eine CO2-Neutralität im Flugverkehr zu erreichen, rückt zunehmend ein neuer Kraftstofftyp in den Fokus: Sustainable Aviation Fuel (SAF).

Dieser Treibstoff ist dem heute üblicherweise verwendeten Flugkerosin sowohl im Aussehen als auch in seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften sehr ähnlich. Derzeit haben viele Fluggesellschaften, darunter mehrere Fluggesellschaften in meinem Land, Testflüge mit SAF durchgeführt, und die Flugleistung des Flugzeugs ist normal.

Allerdings verursacht dieser Kraftstofftyp keine Kohlenstoffemissionen. Dies liegt daran, dass die Kohlenstoffemissionen auf Grundlage der Kohlendioxidemissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe berechnet werden. SAF wird aus nicht-fossilen Brennstoffen gewonnen und aus Altspeiseöl, landwirtschaftlichen Abfällen und ähnlichem Müll raffiniert und synthetisiert. Einfach ausgedrückt wird SAF aus Altspeiseöl hergestellt.

Bioöl-Rohstoffe, die zur Herstellung von Bio-Flugzeugtreibstoff verwendet werden können. Bildquelle: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing

Diese Rohstoffe werden von Pflanzen durch Photosynthese unter Verwendung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre und Sonnenenergie synthetisiert, sodass die Verwendung von SAF den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre nicht erhöht.

Derzeit ist der Produktionsumfang von SAF noch relativ begrenzt und die Kosten sind viel höher als bei herkömmlichem Flugkerosin. Ich bin jedoch davon überzeugt, dass der Preis für SAF mit dem Beitritt immer mehr Luftfahrtunternehmen und der Steigerung der Produktionskapazität allmählich auf ein vernünftiges Niveau sinken und zum wichtigsten Motor für die Erreichung der CO2-Neutralität in der Luftfahrtindustrie werden wird.

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Neue Flugzeuge

Von der Science-Fiction zur Realität

Nachhaltiger Flugkraftstoff trägt dem Problem der Emissionsreduzierung bestehender Turbinentriebwerke Rechnung.

Von den 1930er Jahren, als britische und deutsche Luftfahrtingenieure die ersten Turbojet-Flugzeugtriebwerke entwickelten, bis heute wurden diese Triebwerke fast hundert Jahre lang kontinuierlich verbessert und sind zur wichtigsten Antriebsquelle für die Menschheit geworden, die das Fliegen ermöglicht. Doch von der Thermodynamik bis zur Materialwissenschaft sind bei den Turbinentriebwerken für Flugzeuge allmählich Engpässe aufgetreten, und eine neue Antriebskraft für die Luftfahrt steht kurz vor der Entstehung.

Der zivile Luftfahrtgigant Airbus plant eine gewaltige neue Vision für die zukünftige Luftfahrtenergie, darunter rein elektrische Lösungen für leichte und kleine Flugzeuge, Hybridantriebslösungen für mittlere und leichte Flugzeuge sowie Wasserstoffantriebslösungen für große Flugzeuge. Airbus arbeitet mit anderen Branchenriesen wie Audi und Siemens zusammen, um ein umfassendes Lösungspaket für den Himmel im Jahr 2050 bereitzustellen.

Im Juni 2022 wurde das Airbus China R&D Center in Suzhou gegründet. Der Schwerpunkt dieses Forschungs- und Entwicklungszentrums liegt auf Wasserstoffenergie und es wird versucht, verschiedene technische Probleme in der gesamten Branche zu lösen, von der Herstellung über die Speicherung bis hin zum Transport und zur Nutzung. Die Unterbrechung des Energiesystems wird zwangsläufig neue Änderungen im Gesamtaufbau des Flugzeugs mit sich bringen. Das Erscheinungsbild des Flugzeugs, das sich seit den 1960er Jahren nicht wesentlich verändert hat, steht nun vor einer Veränderung.

Diese Änderung ist bei einigen zivilen Flugzeugen, die nicht unbedingt als „Flugzeuge“ bezeichnet werden, bereits eingetreten. Dabei handelt es sich um das eVTOL – ein elektrisches Senkrechtstart- und -landefahrzeug, das in den letzten Jahren voll im Trend liegt.

Manche eVTOLs sehen vielleicht aus wie große Verbraucherdrohnen, aber diese Kombination aus Luftfahrttechnologie und künstlicher Intelligenz hat die Beziehung der Menschen zur Luftfahrt in gewissem Maße verändert. Neben aufstrebenden Unternehmen wie Joby, Volocopter und Ehang haben sich auch viele traditionelle Luftfahrtunternehmen, darunter Boeing, Airbus und COMAC, dem Forschungs- und Entwicklungstrend für eVTOL angeschlossen. Unbemannt, intelligent und nahtlos mit dem städtischen Bodentransport verbunden, wird eVTOL der zivilen Luftfahrtindustrie neue Möglichkeiten eröffnen.

Autor: Rutan