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Elektra One Solar

Das Solarflugzeug fliegt mit der Kraft der Sonne - CO2-frei und ohne Lärm

Das “Elektra One Solar” ist ein Flugzeug, das mit der Kraft der Sonne fliegen kann. Die innovative Maschine fliegt CO2-frei, ohne Lärm und mit niedrigen Betriebskosten. Die 6 m² Solarzellen befinden sich auf den Flügeln (geklebt) und liefern mehr als 1 kW Leistung. Li-Ion-Batterien stellen die restliche Energie zur Verfügung. Das Flugzeug fliegt dann mit insgesamt 2,5 kW im Horizontalflug. Ferner ist die “Elektra One Solar” gegenüber ihrem Vorgänger “Elektra One” mit einem komplett neuem Flügelprofil ausgestattet, welches weniger Luftwiderstand bietet. Die größere Spannweite bietet mit 11 Metern eine max. Gleitzahl von 30. Die Struktur inkl. Flugsteuerung besteht aus Carbon, wodurch der Leistungsbedarf des Flugzeugs reduziert wird. Zu dem Flugzeug gehört eine mobile Ladestation, die mit Solarstrom betrieben wird.

 

Firmengeschichte und weitere Entwicklung:

 

Das Vorgängermodell “Elektra One” war das erste elektrisch angetriebene Ultraleichtflugzeug in Deutschland und wurde von der bayerischen Firma PC-Aero entwickelt. Der Ingenieur Calin Gologan entwickelte maßgeblich das Elektroflugzeug. Firma Geiger Engineering in Bamberg entwickelte die Elektroantriebseinheit, den Elektromotor HPD 13.5 (16kW Startleistung), Controller, Batterienmanagement und Propeller.

 

Der Erstflug fand am 23.03.2011 beim Flughafen Augsburg statt. Erstmals kreiste das einsitzige Elektroflugzeug 30 Minuten in der Luft. Beim ihrem Jungfernflug stieg die ELEKTRA ONE auf über 500 Meter Höhe, mit 2 m/s Steigrate – komplett lautlos und emissionsfrei. Dabei verbrauchte sie nur 3 kWh Energie. Insgesamt waren 6 kWh Energie an Bord vorhanden. Bereits im Juni 2015 hat Elektra One als erstes elektrisch angetriebenes Flugzeug eine Alpenüberquerung erfolgreich abgeschlossen. Hier legte das Flugzeug eine 200 km lange Strecke zurück, teilweise in einer Höhe von über 3000 m in ca. 2,5 Stunden. Etwa ein Drittel der benötigten elektrischen Energie wurde dabei von Solarzellen in Echtzeit produziert. Der gesamte Energieverbrauch für die doppelte Alpenüberquerung (Hin- und Rückflug) lag dadurch unter 18kWh.

 

Nach der Elektra One wurde im Sommer 2012 die hier abgebildete “Elektra One Solar” auf der Ausstellung ILA 2012 vorgestellt, welche gegenüber ihrer Vorläuferin eine Reichweite von bis zu 1000 Kilometer haben soll. Das Flugzeug ist auch als OPS-Version (Optional Piloted System) und als UAS (Unmanned Aircraft System) erhältlich. Nach der Eingabe von Wegpunkten in das System kann das Flugzeug durch die angegebenen Wegpunkte navigieren und nach dem Flug an einem bestimmten Flughafen landen. Die gesamte Technologie des Autopilotsystems einschließlich des Flight Management Systems (FMS) wurde von der Elektra Solar GmbH entwickelt.

 

Zudem wurde auch die zweisitzige „Elektra Two“ entwickelt, bei der angegeben wird, dass die Reichweite in der Standard-Ausgabe auf über 2000 km kommt. Die Elektra Two werde nach Angaben des Herstellers mit 17 m Spannweite etwas größer sein und damit auch mehr Fläche für Solarzellen haben. Sie würden sogar mehr Strom produzieren, als zum Fliegen benötigt werde. Der überzählige Strom werde in Akkus gespeichert, um auch nach Sonnenuntergang noch fliegen zu können.

 

Der “Elektra SOLAR Trainer” ist das neueste Produkt auf dem neuesten Stand der Technik für den Trainer- und Ausbildungsmarkt. Das zweisitzige Flugzeug ist eine Weiterentwicklung der Elektra One Solar mit einer Spannweite von 13,4 m und wurde für den Light-Trainer-Markt optimiert. Die zweisitzige Trainer-Version ist mit einem festen Fahrwerk ausgestattet. Null CO2-Emissionen, praktisch kein Lärm (50 dB) und eine vollständig redundante Stromversorgung machen dieses Flugzeug zu einem sicheren und nahezu unvergleichlichen „vollelektrischen Flugzeug“. Der elektrische Antrieb spart Energie, verursacht keine Geräusche und Emissionen und kann daher in stadtnahen Gebieten eingesetzt werden, ohne die Bevölkerung zu stören. Die sehr niedrigen Betriebskosten ermöglichen es, dass sich Flugstunden fast jeder leisten kann.

 

Die „Elektra Solar Two OPS“ kann mit oder ohne Piloten an Bord des Flugzeugs fliegen und ist eine Alternative zur UAS für Forschung, Experimente und Konzepterkundung, kann aber auch eines Tages im regulären Betrieb eingesetzt werden. Basierend auf Elektra Two Solar bietet das Unternehmen das Optional Piloted System (OPS) für den Stratosphärenflug bis zu 10 km Höhe und Tag-Nacht-Missionen an. Die optional pilotierte Version kann für unbemannte Flüge oder von einem Piloten für Missionen verwendet werden, bei denen ein unbemannter Flug verboten ist, z.B. in Deutschland.

 

Mit der  „Elektra Solar Two UAS“ – ebenfalls basierend auf Elektra Two Solar – bietet das Unternehmen das Unmanned Aircraft System (UAS) auch für Flüge bis zu 20 km Höhe, Tag-Nacht-Missionen wie Grenzkontrollen und Heimatschutzanwendungen an. Elektra Two Solar UAS ist ein Flugzeug ohne Piloten an Bord. Aufgrund des fehlenden Piloten ist das Flugzeug leichter als die OPS-Variante. Die unbemannte Version kann in Ländern geflogen werden, in denen unbemannte Flüge erlaubt sind. Das gesamte System umfasst das Flugzeug, eine bodengestützte Kontrollstation und ein Kommunikationssystem zwischen beiden.

 

Nach der Verschmelzung mit den Firmen PC-Aero GmbH und Elektra UAS GmbH wurde die Firma 2016 als Elektra Solar GmbH in das Handelsregister eingetragen. Bis zum heutigen Tag wird die Technologie weiterentwickelt und inzwischen wurde eine komplette Familie solarelektrischer Flugzeuge entwickelt. Die Elektra Solar GmbH verfügt über weitreichende Erfahrungen in der Zertifizierung von Flugzeugen.

Technische Kurzbeschreibung:  Angaben des Herstellers

 

  • Extrem niedriger Geräuschpegel von unter  50 dB. Mäßiges Regengeräusch beim Flug. Betrieb in lärmgeschützten Bereichen möglich.

 

  • Die Betriebskosten liegen bei 45 EUR/h (OPS-Version), Flugzeugabschreibungskosten, Strom und Batterie, Wartung, Versicherung.

 

  • Doppeltes redundantes Antriebssystem. Jedes der zwei Subsysteme besteht aus Motor, Motorsteuerung, Batterie. Doppelte redundante Stromversorgung für Avionik und Autopilot. Bei Ausfall von Motor, Motorcontroller, Batterie oder allen in einem Subsystem kann das Flugzeug mit mindestens 1,5 m/s steigen. Bei OPS doppelt redundante elektronische Fluginstrumente. Im Falle von UAS, dreifach redundantes Autopilotsystem bestehend aus Flugsteuerungscomputer (FCC), Navigationssensoren, Luftdatensystem. Doppelt redundante Aktoren.

 

  • Die Solaranlage dient als Range Extender. Es besteht aus Solargenerator und Solarkonverter (Maximum Power Point Tracker). Die Solaranlage wird an die Batterien und den Antrieb angeschlossen, so dass die Sonnenenergie direkt für den Motor zum Laden von Batterien oder für beides parallel genutzt werden kann.

 

  • Elektra One Solar OPS ist mit einem Autopilot-System ausgestattet. Der Pilot kann in den Autopilot-Modus wechseln und eine Mission komplett autonom fliegen, inklusive Start und Landung. Der Flugauftrag kann mittels einer speziellen Software vor dem Flug definiert und während des Fluges aus dem Cockpit oder von der Bodenkontrollstation aus verändert bzw. angepasst werden. Elektra One Solar OPS kann für den Betrieb ohne Piloten im Cockpit geliefert werden.

 

  • Elektra One Solar UAS ist ein unbemanntes Flugsystem (UAS) und mit einem dreifach redundanten Autopilotsystem ausgestattet. Durch das Entfernen von Instrumententafel, Flugsteuerung, Kabinenhaube, Sitz- und Sicherheitsgurten wird das Leergewicht des Flugzeugs um 20 kg reduziert, was eine Erhöhung der Nutzlast oder der Batteriekapazität ermöglicht.

Leistung:

 

BetriebsdrehzahlbereichOPSFH
Reisegeschwindigkeit90 km/h90 km/h
Überziehgeschwindigkeit VS0 (Klappen ausgefahren)70 km/h70 km/h
Überziehgeschwindigkeit VS1 (Klappen eingefahren)75 km/h75 km/h
max. Arbeitsgeschwindigkeit150 km/h150 km/h
VNE (Geschwindigkeit nie überschreiten)160 km/h160 km/h
max. Steiggeschwindigkeit3 m/s3 m/s
Start- und LandestreckenOPSFH
Abflugstrecke< 100 m< 100 m
Landestrecke300 m300 m
Reichweite & AusdauerOPSFH
max. Flugdauer (mit Solar)3,5 Stunden6,5 Stunden
max. Flugdauer (ohne Solar)2,5 Stunden5 Stunden
max. Flugreichweite (mit Solar)300 km560 km
max. Flugreichweite (ohne Solar)220 km440 km

Antrieb:

.OPSFH
E-MotorHPD 32DHPD 32D
max. Spitzenleistung32 kW32 kW
max. Dauerleistung (MCP)20 kW20 kW
Reiseleistung5 kW5 kW
max. Batteriekapazität21 kWh42 kWh
Solarfläche7,5 m²7,5 m²
max. Solarenergie1,65 kW1,65 kW

Gewichte:

.OPSFH
max. Abfluggewicht (MTOW)410 kg410 kg
max. Batteriegewicht90 kg180 kg
max. Nutzlastgewicht50 kg110 kg
max. Pilotengewicht110 kg
Leergewicht (ohne Batterie)180 kg-180 kg
Struktur:OPSFH
Spannweite14 m14 m

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