DPG Mitgliedschaft

Dieser Block ist defekt oder fehlt. Eventuell fehlt Inhalt oder das ursprüngliche Modul muss aktiviert werden.

Keyword: Angewandte Physik

Mykhaylo Filipenko, Jochen Kaiser, Kay Plötner und Andreas Strohmayer
12 / 2020 Seite 34
DPG-Mitglieder

Nachhaltig durch die Luft

Die Idee des elektrischen Fliegens lässt sich bis in die 1970er-Jahre zurückverfolgen. Damals entstanden die ersten Prototypen batterieelektrischer Flugzeuge, als die Öl-Krise und der erste Bericht des „Club of Rome“ die E-Mobilität publik machten. Doch als die Preise für fossilen Treibstoff wieder fielen, verliefen die ersten Versuche im Sand. Das elektrische Fliegen findet erst seit Anfang des Jahrtausends wieder mehr Beachtung. Anlass waren erneut der gestiegene Ölpreis, aber auch die nun breite Verfügbarkeit der Lithium-Ionen-Technologie. Dass elektrisches Fliegen prinzipiell möglich ist, haben die früheren Versuche eindrucksvoll bewiesen. Nun gilt es zu zeigen, ob in absehbarer Zeit eine nennenswerte Reichweite möglich ist.

Neben der Corona-Krise steht die Flugzeugbranche vor der Herausforderung, die Emissionswerte der Personen- und Güterbeförderung signifikant zu reduzieren. Der Beitrag von Flugzeugen an den weltweiten CO2-Emissionen beträgt derzeit etwa zwei Prozent, und die Branche ist stetig um etwa vier Prozent pro Jahr gewachsen. Trotz kontinuierlich verbesserter Emissionswerte bei Flugzeugen und Triebwerken kann dieses Wachstum in den nächsten 15 Jahren zu einem signifikanten Anstieg der Gesamtemissionen aus der Luftfahrt führen. Daher hat die Europäische Kommission zusammen mit den führenden europäischen Unternehmen der Luftfahrtbranche ehrgeizige Ziele formuliert, um die Emissionen zu reduzieren: Mit dem Programm „Flightpath 2050“ sollen die Emissionen pro Passagierkilometer bis 2050 für CO2 um 75 Prozent, für NOx um 90 Prozent und für Lärm um 65 Prozent sinken. Als Referenz dient das Bezugsjahr 2000 mit etwa 60 Gramm Emissionen pro Passagierkilometer. Zwar haben bisher Weiterentwicklungen in Aerodynamik und Antriebstechnologien dazu beigetragen, den Verbrauch und die Emissionen kontinuierlich zu senken. Angesichts des Wachstums im Luftverkehr reichen diese inkrementellen Verbesserungen aber nicht aus, um die Ziele von Flightpath 2050 zu erreichen. Elektrische und hybrid-elektrische Antriebe bieten dafür einen praktikablen Lösungsansatz. Einen elektrischen Antriebsstrang in eine speziell dafür ausgelegte Flugzeugkonfiguration zu integrieren, kann die Effizienz des gesamten Systems erhöhen. Bei vertretbaren Betriebskosten und erhöhter Zuverlässigkeit lassen sich Schadstoffemissionen eliminieren bzw. reduzieren. Außerdem ist es möglich, die Lärmbelastung im Umfeld des Flughafens deutlich zu senken. (...)

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für DPG-Mitglieder zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.
Panorama

Diese App hält sie fit

29.05.2020 -

Die Fitness-App adidas Running ermittelt den Energieverbrauch beim Laufen.

Frank Gronwald, Jan Hansen, Christian Karch, Christian Schuster und Matthias Tröscher
06 / 2020 Seite 35
DPG-Mitglieder

Auf die Verträglichkeit kommt es an

Die elektromagnetische Verträglichkeit ist ein Gebiet der Elektro- und Informationstechnik, das darauf abzielt, den störungsfreien, parallelen Betrieb der elektronischen und elektrischen Komponenten und Systeme unseres täglichen Lebens zu gewährleisten. Diese Systeme müssen in ihrer elektromagnetischen Umgebung funktionieren und dürfen keine anderen Systeme stören. Zudem geht es darum, neue Hardware durch Prüf­labore zu zertifizieren, den Einfluss elektromagnetischer Felder auf den menschlichen Körper zu messen, Räume vor Spionage-Attacken abzuschirmen, elektrische Netze zu entstören oder Fluggeräte und deren Systeme vor Blitzeinschlägen zu sichern.

Nachdem Heinrich Hertz 1888 die Existenz elektromagnetischer Wellen bestätigen konnte, setzte eine rasante Entwicklung ihrer technischen Nutzung für Funkverkehr und Radar ein – maßgeblich unter anderem durch Guglielmo Marconi, Werner von Siemens und Chris­tian Hülsmeyer. Schon in den Anfangszeiten erforderte funktionierende und verlässliche Kommunikation mittels elektromagnetischer Wellen den Umgang mit Störungen, seien diese natürlichen Ursprungs oder durch den Menschen verursacht. Damit begann der Einsatz von nachrichten- und hochfrequenztechnischen Konzepten, um beispielsweise robuste Modulationsverfahren und geeignete Filtertechniken zu entwickeln. Seit den 1950er-Jahren gilt das Gebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) als eigenständige Fachdisziplin.

Aufgrund der Komplexität der heutigen technischen Systeme und ihrer physikalischen Wechselwirkungen gilt es in der EMV meist, Disziplinen wie die Mechanik, Wärme­lehre oder Plasmaphysik mit zu berücksichtigen. Als Forschungsdisziplin liefert die EMV Beiträge zur Messtechnik, zu Materialwissenschaften und zur Modellierung und Simulation multiphysikalischer Systeme. Auch viele Physikerinnen und Physiker leisten zu diesem höchst inter­disziplinären Fachgebiet wichtige Beiträge. (...)

 

weiterlesen
Dieser Artikel ist nur für DPG-Mitglieder zugänglich. Bitte melden Sie sich an oder registrieren Sie sich um auf diesen Artikel zugreifen zu können.
Forschung

Kleingedrucktes mit großem Effekt

28.04.2020 -

Eine neue 3D-Direktdruck-Technik im Elektronenmikroskop bietet völlig neue Möglichkeiten.

Ehrenamtliches Engagement

Dieser Block ist defekt oder fehlt. Eventuell fehlt Inhalt oder das ursprüngliche Modul muss aktiviert werden.

Vibroakustische Emissionen bei Turbopumpen minimieren mit innovativer Laser Balancing™-Methode

Mehr Informationen
Jetzt Newsletter abonnieren!

Newsletter

Jede Woche gut informiert - abonnieren Sie hier den - Newsletter!

Vibroakustische Emissionen bei Turbopumpen minimieren mit innovativer Laser Balancing™-Methode

Mehr Informationen
Jetzt Newsletter abonnieren!

Newsletter

Jede Woche gut informiert - abonnieren Sie hier den - Newsletter!