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NASA gets closer to crewed flight tests for its all-electric X-57 Maxwell

NASA is edging nearer to its first flight test for its all-electric experimental “X-plane” X-57 Maxwell after completing ground tests on the aircraft, a blog post from the space agency reveals. The space agency’s series of X-planes also includes its X-59 QueSST “quiet” supersonic jet and its hypersonic X-43A scramjet.

The X-57 has made “substantial contributions” to electric aircraft propulsion
The X-57 program began in 2016 as part of NASA’s Scalable Convergent Electric Propulsion Technology Operations Research Project (SCEPTOR). NASA set out to build a low-emissions aircraft using electric propulsion to test whether such a machine would be viable for commercial transport. The space agency started off by converting an Italian Tecnam P2006T into an electric aircraft, the “Maxwell”, by adding two electric motors made by Joby Aviation in place of the original Rotax engines. “The X-57 project has made substantial contributions to the field of electric aircraft propulsion as an initial pathfinder building a knowledge base of expertise that is influencing industry standards and contributing to future electric vehicle demonstrations,” said Heather Maliska, X-57 project manager at NASA’s Armstrong Flight Research Center in Edwards, California. The all-electric aircraft has now completed its ground tests meaning it is closer to liftoff. Back in October 2021, NASA announced it would conduct its first crewed flight this year following its ground tests.

Will the X-57 Maxwell prove the viability of electric flight?
The X-57 was designed to have zero in-flight emissions. The aircraft uses a unique high aspect ratio wing design to make it as efficient as possible for electrified flight. However, doubts remain as to whether the results of X-57’s flight tests will lead to commercial flight, or simply help to invigorate the pursuit of other means such as hydrogen aircraft. According to NASA, the X-57 will have a range of about 100 miles and a cruise speed of 172 mph (276 km/h), meaning it will be able to fly for roughly 40 minutes at a time. Though electric cars are set to replace internal combustion engine vehicles in the coming decades, the power required for an aircraft to take off as well as the weight of the large batteries required for aviation means other alternatives are likely required for long-haul airliners. Airbus, for example, is testing a hydrogen engine as well as drop-in fuels on its Airbus A380 model. Nevertheless, NASA aims to push the technology it is built for the X-57 to the limits, and it will also build a hybrid version once the all-electric model has safely taken to the skies. Source: ‘interestingenigneering.com‘.

NASA-Elektroflugzeug in den Startlöchern

Der umgebaute Zweisitzer X-57 Maxwell, der einst als Tecnam P2006T in einer italienischen Werkhalle das Licht der Welt erblickt hat, soll im kommenden Frühjahr rein elektrisch abheben. Seit fünf Jahren arbeitet ein Team von Nasa-Ingenieuren daran, ein italienisches Flugzeug vom Typ Tecnam P2006T so umzubauen, dass es ausschließlich mit Batteriestrom fliegt. Inzwischen konnten die Hochspannungsfunktionstests am Boden begonnen werden. Der Erstflug ist für das Frühjahr 2022 vorgesehen.

Dieser Flug wird vor allem deshalb besondere Beachtung finden, weil US-Präsident Joe Biden der Nasa den Auftrag erteilt hatte, ihre Ressourcen verstärkt auf die Eindämmung der Auswirkungen des Klimawandels zu konzentrieren. The Verge konnte den amtierenden Nasa-Chef Bill Nelson zu dem für die Nasa doch recht untypischen Projekt interviewen. Nelson sieht in dem Modellprojekt nichts weniger als die Entwicklung einer Technologie, die bei den Bemühungen um die Dekarbonisierung der Luftfahrtindustrie von entscheidender Bedeutung sein wird.

Kooperation mit Lufttaxi-Hersteller Joby Aviation
Im Rahmen der nationalen Kampagne für fortschrittliche Luftmobilität (AAM) der Nasa arbeitet die US-Weltraumbehörde mit verschiedenen Herstellern fortschrittlicher Mobilitätsprodukte zusammen, darunter das 2009 gegründete Lufttaxi-Unternehmen Joby Aviation. Mit Joby Aviation teilt die Nasa Daten, Erkenntnisse und Bauteile. So sind etwa die Elektromotoren für das X-57-Maxwell-Projekt von Joby entwickelt worden. Das Ziel des Nasa-Projekts besteht laut Nelson darin, das Fliegen emissionsfrei zu gestalten. Die Erkenntnisse, die während des laufenden Projekts gewonnen werden, sollen dabei allen interessierten Herstellern zugänglich gemacht werden. Das ist als eine Art staatlicher Förderung zu werten, die den Umstieg auf Elektroflugzeuge deutlich beschleunigen soll.

Gewicht der Batterien schränkt Reichweite ein
„All das hat den Zweck, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, die Umweltverschmutzung zu reduzieren und die Kosten angemessen zu halten“, lässt Nelson verlauten. Dabei fokussieren sich die Ingenieurinnen und Ingenieure vorerst auf Kurzstreckenflüge, denn eines der Haupthindernisse, die der elektrischen Luftfahrt im Wege stehen, ist das Gewicht der Batterie. Die Energiedichte – die Menge an Energie, die in einer Batterie gespeichert ist – heutiger Batterien ist einfach nicht geeignet, Flugzeuge abheben und über mehr als ein paar hundert Kilometer fliegen zu lassen. Der Vergleich ist einfach: Mit konventionellem Düsentreibstoff erhalten Flugzeuge etwa 43 mal mehr Energie als über eine ebenso schwere Batterie. Die in der X-57 verbaute Batterie wiegt entsprechend über 360 Kilogramm – ein hoher Wert für einen Zweisitzer.

Nasa-Chef Nelson sieht indes auch in Kurzstreckenflügen deutlichen Nutzen. So könnten diese Flieger seiner Meinung nach schon viel Gutes dadurch tun, dass sie dabei helfen, Staus im Feierabendverkehr zu verhindern. Die „Rettung der Welt“ sollte man laut Nelson von der fliegenden Elektromobilität indes nicht erwarten, immerhin verursache die Luftfahrtindustrie nur etwa zwei Prozent der weltweiten Kohlenstoffemissionen. „Es gibt eine Menge anderer Dinge, die die Umwelt viel mehr verschmutzen, etwa Kohlekraftwerke. Aber Tatsache ist, dass wir an all diesen Dingen arbeiten müssen“, meint Nelson.

Das ist die X-57 Maxwell
Das Konzept der X-57 hat ein einzigartiges Aussehen. Es verfügt über Flügel mit hohem Seitenverhältnis, die viel dünner sind als typische Flugzeugflügel. Zudem ist das Flugzeug mit zwölf elektrischen Propellern ausgestattet, die den Auftrieb unterstützen. Die beiden größeren Motoren an den Flügelenden sollen die Reisegeschwindigkeit bringen. Nach dem Startvorgang können die zwölf Kleinpropeller entsprechend eingeklappt werden, um den Luftwiderstand zu verringern.

Die Nasa geht zunächst davon aus, dass die X-57 eine Reichweite von etwa 160 Kilometern bei einer Reisegeschwindigkeit von rund 280 Kilometern pro Stunde haben wird. Mit der eingesetzten Batterie soll eine maximale Flugzeit von etwa 40 Minuten erreicht werden. So weit ist die Nasa allerdings noch nicht. Die X-57 Maxwell sieht in ihrer aktuellen Fassung aus wie ein normales Kleinflugzeug. Die zwölf Zusatzpropeller müssen erst noch montiert werden. Das steht laut Nelson nun unmittelbar bevor. In einem zweiten Schritt soll aus dem rein elektrischen Flieger eine Hybridversion werden, die sowohl mit Strom als auch mit Kraftstoff betrieben werden kann. Quelle: ‘t3n.de‘.