Was sind eVTOLs? Sind sie die Zukunft der Luftfahrt?

Sep 01, 2023

Elektrische Mitfahrgelegenheit? Fliegende Taxis? Der Himmel könnte eines Tages von einem neuen Flugzeug durchflogen werden – eines, das viel leiser ist, weniger Emissionen verursacht und möglicherweise sicherer ist als Hubschrauber und sogar Flugzeuge. Diese Flugzeuge werden eVTOLs genannt.

Wie Hubschrauber und Drohnen sind eVTOLs Luftfahrzeuge, die schweben, fliegen sowie vertikal starten und landen. Sie sind elektrisch angetrieben und werden manchmal auch Lufttaxis oder Flugtaxis genannt.

Als eine der neuesten Innovationen in der Transporttechnologie sind eVTOL-Flugzeuge Elektroflugzeuge, die direkt nach oben und unten starten und landen. eVTOLs sind die Abkürzung für Electric Vertical Take-Off and Landing Aircraft und werden manchmal auch als Lufttaxis oder Flugtaxis bezeichnet. Angetrieben von Batterien schweben und fliegen eVTOLs ähnlich wie ein Hubschrauber und sind in der Regel für die Beförderung von zwei bis sechs Passagieren einschließlich eines Piloten ausgelegt. (Ein Hubschrauber gilt als VTOL.)

„Letztendlich handelt es sich um einen sehr vereinfachten Elektrohubschrauber“, sagte Rani Plaut, CEO und Mitbegründer des eVTOL-Unternehmens AIR, gegenüber Built In.

Laut Farhan Gandhi, Direktor des Center for Mobility with Vertical Lift (MOVE) und Direktor des Luft- und Raumfahrtprogramms am Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, New York, sind eVTOLs außerhalb der Tests in den Vereinigten Staaten noch nicht in die Luft geflogen.

Während Gandhi davon ausgeht, dass eVTOL-Flugzeuge bald außerhalb der Tests flugbereit sein werden, wird die Zertifizierung durch die Federal Aviation Administration einige Zeit in Anspruch nehmen.

Laut Gandhi sind die Verhandlungen zwischen eVTOL-Unternehmen und der FAA noch im Gange, aber letztendlich müssen die Unternehmen den Aufsichtsbehörden nachweisen, dass diese Flugzeuge sicher betrieben werden können. Dazu müssen sie zeigen, welche Wiederherstellungsmechanismen vorhanden sind, wenn es zu einem mechanischen Ausfall kommt.

„Niemand ist jemals hundertprozentig sicher, wie lange es dauern wird“, sagte Gandhi. „Vor allem, weil es sich um brandneue Flugzeuge handelt.“

Eine Möglichkeit, eVTOLs schneller in den Himmel zu bringen, besteht darin, sie für den persönlichen Gebrauch zu zertifizieren. Der Zertifizierungsprozess für nichtkommerzielle Flugzeuge sei weniger streng, so Plaut, dessen Unternehmen ein eVTOL für Privatpersonen entwickelt hat und derzeit Vorbestellungen mit einem voraussichtlichen Liefertermin im Jahr 2024 entgegennimmt.

„Sie müssen die Gleichung lösen: Wo landet man, wie kontrolliert man es, Lärmregulierung usw.“, sagte Plaut. „Ich glaube also nicht, dass [ein kommerzieller Ansatz] der erste Schritt ist. Ich denke, der erste Schritt besteht darin, persönlich zu werden.“

„Sie können auf jedem Privatgrundstück landen, wo immer Sie es für sicher halten und die Genehmigung des Eigentümers haben.“

AIR ONE von AIR wartet derzeit auf die Teil-91-Flugzeugbetreiberzertifizierung durch die FAA, die den Betrieb des eVTOL für private oder persönliche Zwecke ermöglichen würde. „In diesem Abschnitt können Sie beispielsweise in Ihrem Hinterhof landen“, sagte Plaut. „Sie können auf jedem Privatgrundstück landen, wo immer Sie es für sicher halten und die Genehmigung des Eigentümers haben.“

Mit fast 300 Vorbestellungen – laut Plaut sind die meisten Kunden Ärzte, ehemalige Piloten und Menschen aus Palo Alto – könnte AIR ONE eines der ersten eVTOLs außerhalb von Tests sein, das in den USA in die Lüfte geht. Das in Israel ansässige Unternehmen betrachtet die Vereinigten Staaten als seinen Hauptmarkt – Plaut sagte, es sei der produktivste und am einfachsten zu erschließende Markt –, wobei in den ersten Jahren einige Hundert und danach einige Tausend verkauft würden. „Wir sprechen hier von einem gebrochenen Element im allgemeinen Schema“, sagte Plaut. „Es ist nicht so, dass 200.000 davon über Austin fliegen.“

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Wenn es um die kommerzielle Nutzung von eVTOLs geht, behält Andrew Schmertz, CEO und Mitbegründer von Hopscotch Air, einem privaten kommerziellen Luftfahrtunternehmen, das im Großraum New York tätig ist, den Sektor angesichts der Einschränkungen von Flugzeugen (sie) genau im Auge Flughäfen erfordern) und die hohen Kosten, die mit Helikopterdiensten verbunden sind, sagte Schmertz gegenüber Built In.

„Die Zahlen der vTOLs und eVTOLs, die wir gesehen haben, sind, wenn sie zum Tragen kommen, viel günstiger“, sagte Schmertz. „Man kann ein paar mehr Leute zu Preisen befördern, die den Service viel näher an einen Flugdienst als an einen privaten Helikopterdienst bringen.“

Im Jahr 2021 sagte Michael Liskinen, Präsident von United Airlines Ventures, gegenüber CNBC, dass der Hauptgrund dafür, dass der Betrieb von eVTOLs weniger kostet, darin besteht, dass mit einem Hubschrauber so viel schiefgehen kann. „Die Elektrifizierung macht das Flugzeug sicherer“, sagte er in Bezug auf eVTOLs. „Sichere Flugzeuge werden auch kostengünstiger in der Wartung.“

„Man kann ein paar mehr Leute zu Preisen befördern, die den Service viel näher an einen Flugdienst als an einen privaten Helikopterdienst bringen.“

Heute arbeiten Unternehmen wie Joby, Archer Aviation und Eve Air Mobility daran, ihre eVTOLs in die Luft zu bringen, in der Hoffnung, elektrische Mitfahrdienste aus der Luft zu etablieren, die Menschen von Flughäfen wie John F. Kennedy oder Newark Liberty in die Innenstadt von Manhattan transportieren würden.

Schmertz hat jedoch Zweifel an der Batterietechnologie kommerzieller eVTOLs, die die Reichweite und Tragfähigkeit des Flugzeugs einschränkt. „Die Batterien müssen die Reichweite vergrößern, ohne schnell an Gewicht zuzunehmen, um dorthin zu gelangen, wo sie sein wollen“, sagte er. „Ich denke, es gibt in der Branche eine Debatte darüber, ob sie das schaffen können.“

Darüber hinaus gibt es Bedenken hinsichtlich der Infrastruktur, etwa der Notwendigkeit von Vertiports, an denen eVTOLs starten und landen können, sowie der Frage, wie sie aufgeladen werden können. Ein weiteres Problem ist die Brandbekämpfung, da von Batterien eine Brandgefahr ausgehen kann, ähnlich wie bei Elektrofahrzeugen.

Darüber hinaus müsse die Zustimmung der Gemeinschaft in Betracht gezogen werden, sagte Schmertz und verwies auf den Aufruhr in New York City wegen des Helikopterdienstes. „Wenn die Community bereits gegen Helikopter ist, wie können Sie sie dann für eVTOLs an Bord holen?“

Trotz regulatorischer Hürden wurzelt der Einsatz von eVTOLs zunehmend in der Realität. „Man kann es sich ansehen und sagen: ‚Ja, das ist ein brauchbares Flugzeug. Ich kann mir vorstellen, dass es in einiger Zeit fliegt, und ich kann mir vorstellen, dass es in Betrieb ist‘“, sagte Gandhi. „Im Gegensatz dazu kann man etwas betrachten, mit den Augen rollen und sagen: ‚Ja, das ist ein Wunschtraum.‘“

Gandhi geht davon aus, dass eVTOLs irgendwann für eine Art Flugtaxi-Dienst eingesetzt werden. „Aber auch Fracht- und Paketzustellung – hier könnten sie in naher Zukunft glänzen“, sagte er.

„Und selbst für Menschen denke ich, dass es wahrscheinlich in die Realität umgesetzt wird“, sagte er. „Die Frage wird sein, in welchem ​​Umfang? Ich meine, wird es ein Elite-Limousinenservice sein? Oder wird es für die Massen sein? Das bleibt abzuwarten.“

Während die Fähigkeiten von eVTOL denen anderer Flugzeuge am Himmel ähneln, können eVTOLs dies möglicherweise auf nachhaltigere Weise tun – insbesondere in Kombination mit anderen Mobilitätsdiensten –, indem sie Staus verringern und Emissionen senken, sagte Plaut.

Die begrenzte Reichweite von eVTOLs im Vergleich zu anderen Flugzeugen sowie die geringere Tragfähigkeit eignen sich laut Ghandi nicht für Aufgaben wie Such- und Rettungseinsätze oder Langstreckenlieferungen, für die Hubschrauber und Flugzeuge so gut geeignet sind.

„Diese Art von sehr langen Missionen können eVTOLs möglicherweise durchführen, vielleicht aber auch nicht“, sagte Gandhi. „Aber wenn Sie beispielsweise von der Wall Street nach LaGuardia oder von der Wall Street nach JFK – 10 Meilen – fliegen möchten, sind sie ideal dafür und umgehen den ganzen Stadtverkehr. Vielleicht kommen Sie dort an sechs oder sieben Minuten statt anderthalb Stunden.“

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Sowohl durch ihr Design als auch durch ihre Leistungsstruktur haben eVTOL-Flugzeuge das Potenzial, eine Reihe von Vorteilen gegenüber Hubschraubern und anderen Flugzeugen zu bieten.

„Hubschrauber sind zu laut und zu teuer im Betrieb“, sagte Gandhi. „Sicherheit ist auch ein Thema. Die Hoffnung ist, dass eVTOLs in diesen Bereichen besser sein werden.“

Laut Gandhi sind eVTOLs leiser, da ein großer Teil ihres Vorwärtsflugs auf dem Flügelauftrieb beruht, der das Flugzeug nach vorne zieht, sobald es eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht. Darüber hinaus ist die Rotorgeschwindigkeit im Vergleich zu Hubschraubern niedriger, was ebenfalls zu einer Reduzierung des Lärmpegels führt.

Laut Gandhi eignet sich das Rotordesign von eVTOLs aufgrund der schieren Anzahl der Rotoren, die eVTOLs normalerweise haben, für die Sicherheit. Wenn einer von ihnen ausfällt, gibt es viele andere, die ihn sichern.

„Man kann solche Misserfolge tolerieren“, sagte Gandhi. „Die Designs sind von Natur aus robuster.“

Ähnlich verhält es sich auch mit Batterien, da eVTOLs nicht auf eine einzige Batteriebank angewiesen seien, sagte Gandhi, so dass die Energie an Bord auch dann noch verfügbar sei, wenn eine Batteriebank ausfällt.

„Diese in diese Designs eingebaute Redundanz trägt dazu bei, sie potenziell sicherer zu machen“, sagte Gandhi.

Für Plaut ist einer der Hauptvorteile von eVTOLs die Benutzerfreundlichkeit dank eines computergestützten Flugsteuerungssystems, das es dem Flugzeug ermöglicht, eher wie eine Drohne oder ein Fly-by-Wire-System zu funktionieren, das Controller-Bewegungen in Anweisungen für die Flugzeugkomponenten umwandelt. „Man kontrolliert nicht wirklich die Aktionen, sondern das, was geschehen soll“, sagte Plaut. „Und dann entscheidet das Fahrzeug selbst, was zu tun ist.“

Laut Plaut wurden 60 Prozent der Vorbestellungen für das AIR ONE eVTOL seines Unternehmens von Personen getätigt, die keine ausgebildeten Piloten waren.

Hier sind die Unternehmen, die daran arbeiten, eVTOLs zur Zukunft der Luftfahrt zu machen.

Archer ist ein eVTOL-Unternehmen mit Sitz in San Jose, Kalifornien. Mit dem Ziel, bis 2030 6.000 eVTOLs einzusetzen, planen sie auch die Einführung eines elektrischen Mitfahrdienstes in der Luft. Letztes Jahr kaufte United Airlines 100 eVTOL-Flugzeuge von Archer und kündigte eine Route von Manhattan zum Newark Liberty International Airport mit einem voraussichtlichen Starttermin im Jahr 2025 an.

Eve mit Sitz in Florida ist ein eVTOL-Unternehmen, das den Bereich der elektrischen Flugtaxis im Visier hat. Letztes Jahr gab United Airlines ihre Absicht bekannt, bis zu 400 eVTOLs von Eve zu kaufen. Die Lieferungen werden im Jahr 2026 erwartet.

Laut der Website von Joby Aviation können die eVTOLs von Joby Aviation einen Piloten und vier Passagiere befördern und 150 Meilen mit einer Geschwindigkeit von über 200 Meilen pro Stunde zurücklegen. Bisher hat das Unternehmen mehr als 1.000 Testflüge absolviert und nimmt derzeit an einem mehrjährigen Testprogramm mit der FAA teil, in der Hoffnung, einen elektrischen Mitfahrservice aus der Luft einzuführen. Im Oktober ging Joby eine Partnerschaft mit Delta ein, um einen Stadt-Flughafen-Service in New York und Los Angeles anzubieten. Im selben Monat beantragte Joby die Zertifizierung in Japan, nachdem er Anfang des Jahres eine Zertifizierung im Vereinigten Königreich beantragt hatte.

Das 2020 vorgestellte eVTOL von Vertical Aerospace mit dem Namen VX4 hat eine Höchstgeschwindigkeit von 200 Meilen pro Stunde und eine Reichweite von 100 Meilen und kann fünf Personen befördern. Mögliche Anwendungsfälle für den VX4 sind laut der Website des Unternehmens unter anderem Passagierreisen, medizinische Evakuierung und Frachttransport. Der VX4 hat ein voraussichtliches Lieferdatum im Jahr 2025.

Wisk mit Sitz in Mountain View, Kalifornien, ist ein eVTOL-Unternehmen, das ein autonomes Lufttaxi entwickelt hat, das vier Passagiere befördern kann. Das aktuelle eVTOL des Unternehmens, das im Oktober vorgestellt wurde, hat eine Reichweite von 90 Meilen bei einer Reisegeschwindigkeit von fast 140 Meilen pro Stunde. Außerdem hat es eine Ladezeit von 15 Minuten und seine Reiseflughöhe liegt zwischen 2.500 und 4.000 Fuß. Wisk wurde im Mai 2023 von Boeing übernommen.