Rollen

Der Hubmotor von Rolls-Royce für eVTOL-Flugzeuge ist luftgekühlt und direkt angetrieben.

Rolls-Royce plant, noch in diesem Monat mit der Bodenerprobung seines Hubmotors für elektrische Vertikalstart- und Landeflugzeuge (eVTOL) zu beginnen und hat einen Vertrag über die Lieferung von Einheiten an Embraer für Eve Air Mobilitys umfassenden Technologiedemonstrator.

„Wir durchlaufen einige Schleifen, um zur endgültigen Serienversion zu gelangen“, sagte Olaf Otto, Präsident von Rolls-Royce Electrical, Ende Juli auf dem Electric Aviation Symposium der Vertical Flight Society in Oshkosh, Wisconsin. „Unser Loop 1A ist bereit für den Test im August.“

Eve plant, im dritten Quartal mit dem Bau seines ersten Prototyps in Originalgröße zu beginnen und strebt einen Erstflug Anfang 2024 an. Das Flugzeug wird über acht Hubpropeller für den Vertikalflug und einen Schubpropeller für den Flügelkreuzflug verfügen. Serienflugzeuge werden Motoren verwenden, die von einem Embraer/Nidec-Joint-Venture entwickelt wurden.

„Wir unterstützen Embraer strategisch bei der Entwicklung der Eve-Plattform, und dazu gehört auch die Lieferung elektrischer Antriebseinheiten für ihre kommende Proof-of-Concept-Plattform“, sagt Julia Hetz, Marketingleiterin von Rolls-Royce Electrical, gegenüber Aviation Woche.

Rolls hat einen Vertrag mit der Lieferung desselben Hubmotors an das britische Start-up Vertical Aerospace für dessen Produktion VX4 eVTOL. Der vollmaßstäbliche Demonstrator von Vertical wird von Motoren des britischen Unternehmens Equipmake angetrieben. Das Flugzeug stürzte am 9. August während der Tests ab, es wird jedoch ein zweiter Demonstrator gebaut.

Der Hubmotor von Rolls wiegt weniger als 55 kg und erzeugt eine Dauerleistung von 150 kW und ein maximales Drehmoment von 1.600 Newtonmetern. Der Motor ist luftgekühlt und verfügt über eine Transversalflussarchitektur. Hierbei handelt es sich um eine Motorwicklungskonfiguration, die den dreidimensionalen Fluss des magnetischen Flusses ermöglicht und so das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen erhöht.

Der eVTOL-Hubmotor ist eines von drei Produkten, die bei Rolls-Royce Electrical entwickelt werden, nachdem das Unternehmen beschlossen hat, das Zertifizierungsprogramm für eine elektrische Antriebseinheit (EPU) für kleine Propellerflugzeuge auf Eis zu legen. „Wir glauben nicht, dass die Größe und Geschwindigkeit des Marktes ausschlaggebend genug ist“, sagte Otto.

Rolls beginnt mit der Montage einer leistungsstarken Mittelgeschwindigkeits-EPU für Teil-23/CS-23-Pendlerflugzeuge. Der Test soll Ende 2023 erfolgen. Über die Leistungsstufe der Produktionseinheit wird noch in Gesprächen mit Kunden entschieden. Der Ausgangspunkt liegt bei 320-400 kW für einen Motor, der weniger als 160 kg wiegt.

„Es scheint, dass das obere Ende dieser Spanne attraktiver ist“, sagte er. „Da es sich um eine Radialflussmaschine handelt, ist eine Skalierung innerhalb eines bestimmten Bereichs möglich. Ich denke, dass die Spitzenleistung bei rund 430–435 kW liegen wird, wenn man weiterhin möchte, dass es vollständig luftgekühlt ist.“

Das dritte Produkt von Rolls in der Entwicklung ist ein reiner 600-1.200-kW-Turbogenerator für hybridelektrische Antriebssysteme. „Das steht auf dem Prüfstand in unserem Werk in Berlin und wird getestet und mit einem Generator gekoppelt. Und die ersten Läufe des Gesamtsystems sollen im nächsten Jahr stattfinden“, sagte Otto.

„Es gibt eine völlig neue Gasturbine, die von Grund auf für nachhaltigen Flugtreibstoff entwickelt wurde und mit Wasserstoff [H2] kompatibel ist“, sagte er. „Wir können einfach die Brenner austauschen und dann auch in dieser Gasturbine H2 verbrennen.“ Das Leistungsgewicht des Turbogenerators beträgt 4 kW/kg.

Graham leitet die Technologieberichterstattung der Aviation Week und konzentriert sich dabei auf Technik und Technologie in der gesamten Luft- und Raumfahrtindustrie, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Identifizierung von Technologien liegt, die für die Luft- und Raumfahrt sowie die Verteidigung von strategischer Bedeutung sind.