Modulare Flugzeuge: Flexibilität soll Kosten sparen

Mit modularen Flugzeugen und Kabinen können Air­lines schneller auf unter­schiedliche Passagier­be­dürfnisse und Markt­situationen reagieren – das soll den Flug­verkehr effizienter machen.

02.2019 | Autor: Denis Dilba

Autor:
Denis Dilba studierte Mechatronik, besuchte die Deutsche Jour­na­listen­schule und gründete das digitale Wissen­schafts­magazin Sub­stanz. Er schreibt über ver­schieden­ste Themen aus Technik und Wissen­schaft.

Der Trans­port von Wa­ren in stan­dar­di­sier­ten Con­tai­nern, er­fun­den 1956 vom US-ame­ri­ka­ni­schen Ree­der Mal­com McLe­an, gilt als ei­ne der be­deu­tends­ten Ent­wick­lun­gen der Lo­gis­tik. Ein­mal in der Blech­kis­te ver­packt, kann das Trans­port­gut über lan­ge ­Dis­tan­zen mit ver­schie­de­nen Ver­kehrs­trä­gern wie Lkw, Ei­sen­bahn oder Schiff be­för­dert wer­den. Zeit­rau­ben­des Aus- und Um­pa­cken so­wie Kos­ten für La­ger­hal­tung oder Lie­ge­zei­ten in Hä­fen ent­fal­len. Das Trans­port­we­sen wur­de re­vo­lu­tio­niert. Nicht we­ni­ger schwebt Clau­dio Leo­nar­di von der Eid­ge­nös­si­schen Tech­ni­schen Hoch­schu­le Lau­sanne (ETHL) mit sei­nem Kon­zept Clip-Air für den Luft­ver­kehr vor. Be­reits seit 2009 ar­bei­tet der For­scher an der fu­tu­ris­ti­schen Flug­zeug­stu­die.

Video: Kombiniertes Transportmittel  Zug und Flugzeug Artikel mit Video

Kombiniertes Transportmittel Zug und Flugzeug

Das Konzept Clip-Air könnte die Luftfahrt direkt in die Stadt­zentren und zu den Industrien bringen, das hätte weit­reichende Folgen für unsere Mobilitäts­konzepte. Zum Video ...

Nurflügler mit flexibel nutzbaren Container-Kapseln

Clip-Air be­steht aus zwei Ele­men­ten: Zum ei­nen ei­ner flie­gen­den Kom­po­nen­te, ei­nem Nur­flüg­ler. Zum an­de­ren aus Kap­seln, die ähn­lich wie Con­tai­ner auf ein Schiff ge­sta­pelt ein­fach an das Flug­mo­dul an­ge­dockt wer­den kön­nen und je nach ge­wähl­ter ­Kon­fi­gu­ra­ti­on als Ka­bi­ne oder La­de­raum die­nen. Der Clou von Clip-Air ist, dass die Kap­seln auch als Zug­wag­gons ver­wen­det wer­den kön­nen. „Auf die­se Wei­se könn­ten wir die Flug­zeu­ge di­rekt in die Stadt­zen­tren brin­gen“, sagt ETHL-For­scher Leo­nar­di. Die Pas­sa­gie­re be­tre­ten das Flug­zeug so­zu­sa­gen be­reits am Bahn­hof. Die Ka­bi­nen­mo­du­le fah­ren an­schlie­ßend zum Flug­ha­fen wei­ter, wo sie an die Nur­flüg­ler-Ein­heit an­ge­kop­pelt wer­den.

Um­stei­gen und ein se­pa­ra­tes Boar­ding wä­ren nicht mehr nö­tig, die Flug­gäs­te könn­ten be­quem sit­zen blei­ben. Stress und Hek­tik auf dem Weg zum Gate ge­hör­ten der Ver­gan­gen­heit an und auch die Flug­hä­fen und die Air­lines wür­den von der Zeit­er­spar­nis pro­fi­tie­ren. Ein wei­te­rer Vor­teil des mo­du­la­ren Flug­zeug-Kon­zepts sei, dass man fle­xi­bel auf Be­dar­fe re­agie­ren kön­ne, meint Leo­nar­di. „Es ist bei­spiels­wei­se mög­lich, nur Zwei­te- oder nur Ers­te-Klas­se-Mo­du­le an­zu­hän­gen.“ So kann bei ent­spre­chen­der Bu­chung ei­ne lee­re ers­te Klas­se ver­mie­den wer­den, die Platz be­nö­tigt und Sprit ver­braucht. Ei­ne Neue­rung für den Schie­nen­ver­kehr wä­re auch, dass Fracht­mo­du­le und Pas­sa­gier­mo­du­le gleich­zei­tig trans­por­tiert wer­den kön­nen.

Bis zu 4.000 Ki­lo­me­ter be­trägt die von den ETHL-Wis­sen­schaft­lern er­rech­ne­te Reich­wei­te des Flug­ge­rä­tes, das 60 Me­ter Spann­wei­te auf­weist. Un­ter dem Rumpf kann es drei rund 30 Me­ter lan­ge und vier Me­ter im Durch­mes­ser fas­sen­de Mo­du­le tra­gen – was je­weils un­ge­fähr ei­ner Air­bus A320 ent­spricht. So ha­ben ent­we­der drei Mal 150 Pas­sa­gie­re Platz oder sehr viel Fracht. Wei­te­rer Bo­nus: In­dem ei­nes der drei Car­go-Mo­du­le ge­gen ei­nen zu­sätz­li­chen, mo­bi­len Treib­stoff­tank aus­ge­tauscht wird, las­se sich die Reich­wei­te von Clip-Air zu­sätz­lich er­hö­hen, so Leo­nar­di. Ob und wann das Kon­zept um­ge­setzt wird, ist al­ler­dings noch voll­kom­men of­fen. Leo­nar­di hofft na­tür­lich, dass Clip-Air ei­nes Ta­ges ab­hebt, ihm ist aber klar, dass es sich um ein Lang­zeit­pro­jekt han­delt.

Video: Link & Fly by Akka Technologies Artikel mit Video

Link & Fly by Akka Technologies

Eine Kabinen- oder Laderaum-Gondel wird je nach Bedarf flexibel an das Flugmodul angedockt. Dieser Ansatz hat viele Vorteile. Zum Video ...

Kopplung als technische Herausforderung

Kay Plöt­ner, Lei­ter Öko­no­mie und Ver­kehr am For­schungs­in­sti­tut Bau­haus Luft­fahrt, hat Zwei­fel, ob so ein mo­du­la­res Flug­zeug-Kon­zept über­haupt ei­ne Chan­ce hat. Der Wis­sen­schaft­ler kennt sich da­mit aus: Zu­sam­men mit De­sign-Stu­den­ten der Uni­ver­si­ty of Glas­gow ha­ben er und sei­ne Bau­haus-Luft­fahrt-Kol­le­gen 2013 eben­falls ei­ne mo­du­la­re Flug­zeug­stu­die er­ar­bei­tet, die Zug- und Flug­ver­kehr kom­bi­niert.

„Bei sol­chen Sys­te­men schei­tert es oft dar­an, dass die Flug­zeu­ge selbst zu schwer und in­ef­fi­zi­ent wer­den“, sagt Plöt­ner. Der Kopp­lungs­me­cha­nis­mus für die Mo­du­le müs­se so aus­ge­legt wer­den, dass er si­cher ist. Die Kräf­te wer­den über we­ni­ge Punk­te ein­ge­lei­tet, was ei­ne mas­si­ve­re Bau­wei­se er­for­dert, die mehr Ge­wicht auf die Waa­ge brin­ge. Die an­de­re Hür­de ist, dass die Kom­ple­xi­tät am Flug­ha­fen er­höht wird oder man mas­siv in die In­fra­struk­tur ein­greift. „Das heißt: Man müss­te die Flug­hä­fen und zum Teil die Bahn­hö­fe kost­spie­lig um­bau­en.“ Die­se Pro­ble­me gel­ten auch für das ak­tu­el­le Kon­zept Link & Fly des fran­zö­si­schen Tech­no­lo­gie­be­ra­tungs-Un­ter­neh­mens Ak­ka Tech­no­lo­gies. Hier wird nur ein Zug­mo­dul mit ei­nem Flug­mo­dul ge­kop­pelt.

Et­was grö­ße­re Chan­cen hin­sicht­lich ei­ner Um­set­zung räumt der Bau­haus-Luft­fahrt-Ex­per­te dem mo­du­la­ren Kon­zept Trans­po­se der Air­bus-For­schungs­ein­heit A3 aus dem Si­li­con Val­ley ein. Das Team um Pro­jekt­lei­ter Ja­son Chua hat An­fang 2017 ein Kon­zept für mo­du­la­re Flug­zeug­ka­bi­nen vor­ge­stellt.

CLIP-AIR-FLUGZEUGE IM VERGLEICH ZU KONVENTIONELLEN ZIVILFLUGZEUGEN

CLIP-AIR-FLUGZEUGE IM VERGLEICH ZU KONVENTIONELLEN ZIVILFLUGZEUGEN

Flexibles Flugzeug Die einzelnen Module werden unter dem Rumpf des Nurflüglers angedockt. Dort haben bis zu drei Module Platz - was jeweils ungefähr einer Airbus A320 entspricht.

Anpassungsfähige Zellen

Die­se in­ner­halb von we­ni­gen Mi­nu­ten am Flug­ha­fen aus­tausch­ba­ren mo­bi­len Mo­du­le sol­len es Air­lines künf­tig er­mög­li­chen, ih­re Flug­zeu­ge an die in­di­vi­du­el­len Be­dürf­nis­se von Pas­sa­gie­ren auf be­stimm­ten Rou­ten an­zu­pas­sen. Zehn bis vier­zehn sol­cher Ka­bi­nen­ab­tei­le pas­sen laut A3 in ei­ne A330. Chua denkt an Mo­du­le mit Spiel­ecke und Kin­der­be­treu­ung für Fa­mi­li­en­rei­sen, flie­gen­de Kon­fe­renz­räu­me, Fit­ness­stu­di­os und Ca­fés. „Der grö­ße­re Mehr­wert für den Kun­den soll na­tür­lich auch ei­ne hö­he­re Zah­lungs­be­reit­schaft er­zeu­gen“, sagt Plöt­ner. Et­was Ähn­li­ches gab es in der Ver­gan­gen­heit schon ein­mal: So wur­den beim Air­bus A340-600 für das Un­ter­deck spe­zi­el­le Mo­du­le ent­wor­fen. Dort wa­ren die Toi­let­ten­ab­tei­le der Eco­no­my Class, die Haupt­kü­che und ein Ru­he­raum für Flug­be­glei­ter un­ter­ge­bracht – al­ler­dings auf Kos­ten des nutz­ba­ren Fracht­raums und fest ver­baut, nicht wie beim A3-Kon­zept va­ria­bel aus­tausch­bar. „Theo­re­tisch wä­re die Air­bus-Idee mach­bar“, sagt Plöt­ner.

(strich:Vielfältiger Nutzen) Beim Clip-Air-Konzept können Module für unterschiedlich große Trägerflieger je nach Bedarf mit Fracht, Passagieren oder Treibstoff gefüllt werden. Fahren Sie über das Bild für eine größere Ansicht

Vielfältiger Nutzen Beim Clip-Air-Konzept können Module für unterschiedlich große Trägerflieger je nach Bedarf mit Fracht, Passagieren oder Treibstoff gefüllt werden.

aeroreport_1_vielfaeltiger_nutzen

Vielfältiger Nutzen Beim Clip-Air-Konzept können Module für unterschiedlich große Trägerflieger je nach Bedarf mit Fracht, Passagieren oder Treibstoff gefüllt werden.

(strich:Komfortables Reisen) Die Passagiermodule des Clip-Air-­Konzepts können direkt vom Rollfeld auf die Schiene gehen, die Passagiere bleiben entspannt sitzen. Fahren Sie über das Bild für eine größere Ansicht

Komfortables Reisen Die Passagiermodule des Clip-Air-­Konzepts können direkt vom Rollfeld auf die Schiene gehen, die Passagiere bleiben entspannt sitzen.

aeroreport_2_komfortables-reisen

Komfortables Reisen Die Passagiermodule des Clip-Air-­Konzepts können direkt vom Rollfeld auf die Schiene gehen, die Passagiere bleiben entspannt sitzen.

Flugzeuge aus dem Pool

Ob aber die Nach­fra­ge da ist und die mo­du­la­ren Ka­bi­nen hö­he­re oder zu­min­dest glei­che Ein­nah­men ga­ran­tie­ren, be­zwei­feln ne­ben Plöt­ner noch ei­ni­ge an­de­re Ex­per­ten. Da­zu kommt, dass die Flug­ge­sell­schaf­ten für je­de neue Kon­fi­gu­ra­ti­on der Ka­bi­ne auch neue Ge­wichts­be­rech­nun­gen vor­neh­men müs­sen. Chua ist trotz­dem zu­ver­sicht­lich, dass ein Trans­po­se-Pro­to­typ be­reits in we­ni­gen Jah­ren ab­hebt. A3 ste­he we­gen der Zu­las­sung be­reits mit der Fe­deral Avia­ti­on Ad­mi­nis­tra­ti­on in Kon­takt. Plöt­ner und sei­ne Kol­le­gen ver­spre­chen sich mehr von ei­ner Idee, die auch auf die kom­men­de In­di­vi­dua­li­sie­rung des Flug­ver­kehrs ein­geht, aber nicht auf mo­du­la­re Kon­zep­te setzt: „Die künf­ti­gen Fle­xi­bi­li­täts-An­for­de­run­gen er­fül­le ich auch, in­dem ich vie­le un­ter­schied­lich aus­ge­stat­te­te Flug­zeu­ge an ei­nem Flug­ha­fen ha­be und die Air­line ein­fach je nach Bu­chungs­la­ge ent­schei­det, wel­ches da­von sie ein­set­zen möch­te“, sagt der Ex­per­te. „Wir be­zeich­nen das als Air­craft Sharing Mo­del.“ Die Flug­zeu­ge ge­hör­ten dann nicht mehr den Air­lines, son­dern bei­spiels­wei­se ei­ner gro­ßen Lea­sing-Ge­sell­schaft.

„Das ist ein Mo­dell, von dem wir den­ken, dass es mit re­la­tiv we­nig Ein­griff ins Trans­port­sys­tem ver­bun­den ist – an den Jets und den Flug­hä­fen muss man nicht viel än­dern“, sagt Plöt­ner. Das Ein­zi­ge, was sich ra­di­kal än­dert, sei die Pla­nung, der Be­trieb oder auch der Ein­satz der Crews, mit de­nen man die Flug­zeu­ge im Netz ro­tie­ren lässt. Wenn al­le Air­lines welt­weit mit­ma­chen wür­den und bei­spiels­wei­se sämt­li­che Boe­ing-737-Ma­schi­nen so­wie Air­bus-A320-Jets in ei­nem Sharing-Pool ver­eint wä­ren, könn­ten 20 bis 25 Pro­zent al­ler Flug­zeu­ge ein­ge­spart wer­den, ha­ben die Bau­haus-Luft­fahrt-For­scher be­rech­net. „Die Trans­port­leis­tung bleibt gleich, nur die Be­triebs­kos­ten könn­ten sin­ken“, so Plöt­ner. Das glo­ba­le Flug­zeug-Sharing um­geht zu­dem weit­ge­hend die auf­wän­di­ge Hard­ware-Fle­xi­bi­li­sie­rung der mo­du­la­ren Kon­zep­te. „Wir set­zen mög­lichst auf Din­ge, die per Soft­ware ge­än­dert wer­den kön­nen: Licht, di­gi­ta­le La­bels und Dis­plays.“ Ähn­lich wie bei ei­nem Smart­pho­ne ei­ne App in­stal­liert wird, könn­te in Zu­kunft al­so viel­leicht ein Miet-Flug­zeug per Klick von Luft­han­sa auf Ea­sy­jet um­ge­stellt wer­den.

MTU-Newsletter
MTU-Newsletter

Unser Newsletter informiert Sie regelmäßig über Hochtechnologie und exzellenten Service „made by MTU“. Wir blicken aber auch über den Tellerrand hinaus auf allgemeine Luftfahrtthemen.

Diese Artikel könnten Sie auch interessieren:

50 Jahre Airbus und MTU

08.19 | In diesem Jahr feiert der Flugzeughersteller Airbus sein 50-jähriges Bestehen. Airbus und die MTU Aero Engines haben gemeinsam die Luftfahrtentwicklung geprägt.

Wie Flugzeuge lackiert werden

11.2016 | Farbe ist wichtig – nicht nur für das äußere Erscheinungs­bild eines Flugzeugs. Die Lackierung hat viele Funktionen: Sie schützt vor Korrosion, erhöht die Lebens­zeit und soll in Zukunft sogar die Umwelt­bilanz des Fliegens verbessern.

Beste Flugverbindungen

11.2016 | Um das weltweite Wachstum des Luftverkehrs zwischen den urbanen Zentren bewältigen zu können, werden neue leisere Flugzeuge und effizientere Flughäfen gebraucht. Auch Big-Data-Anwendungen helfen dabei, Passagiere und Gepäck schneller ans Ziel zu bringen.