Im Rahmen einer fünfwöchigen Testkampagne in den Deutsch-Niederländischen Windkanälen (DNW) in Marknesse validierte das französische Start-up Beyond Aero seinen wasserstoff-elektrischen Business-Jet „BYA-1“. Unter Einsatz eines 1:8-Maßstabsmodells und Geschwindigkeiten von bis zu 80 m/s wurden über 60.000 Datenpunkte generiert. Diese dienen dazu, die Stabilität der externen Wasserstoffspeicherung sowie das Flugverhalten bei kritischen Manövern experimentell abzusichern. Die Ergebnisse bestätigen eine hohe Korrelation zu den vorherigen numerischen Strömungssimulationen (Computational Fluid Dynamics, CFD). Damit bereitet das Unternehmen das Preliminary Design Review (PDR) für das 1,2-MW-Antriebssystem vor, das eine Reichweite von 800 Seemeilen ermöglichen soll.
Beyond Aero BYA-1: Das Wichtigste in Kürze
- Windkanaltest: Abschluss der fünfwöchigen Kampagne in den DNW-Windkanälen in Marknesse.
- Datenbasis: Über 60.000 Datenpunkte mittels 230 Sensoren und 1:8-Modell.
- Architektur: Flugstabilität der externen Wasserstofftanks experimentell bestätigt.
- Leistung: Wasserstoff-elektrischer 1,2-MW-Antrieb ermöglicht 800 Seemeilen Reichweite.
- Design-Check: Hohe Korrelation zu CFD-Daten sichert Preliminary Design Review ab.
- Markt: Über 1 Mrd. USD in LOIs und geplante Markteinführung für 2030.
Methodik: Versuchsaufbau und Datenerfassung
Für die Versuchsreihe kam ein 1:8-Modell des Elektroflugzeugs von Beyond Aero zum Einsatz. Bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 80 m/s (ca. 288 km/h) simulierte man kritische Flugphasen wie Start, Landung und Manöver. Um die komplexen Wechselwirkungen der Flugzeugzelle experimentell zu erfassen, war das Modell mit umfangreicher Sensorik ausgestattet. Über 230 einzelne Druckmesspunkte an Rumpf und Tragflächen lieferten dabei detaillierte Profile über die lokale Druckverteilung. Parallel dazu erfasste eine interne 6-Komponenten-Waage simultan sämtliche Kräfte und Momente, wie Auftrieb, Widerstand sowie Nick-, Roll- und Giermomente. Insgesamt generierte die Kampagne so über 60.000 Datenpunkte, die eine statistisch abgesicherte Validierung der Aerodynamik ermöglichen.
Ein besonderes Augenmerk galt der Analyse von Steuerflächeneffekten, wobei das Team die Wirksamkeit von Quer-, Höhen- und Seitenruder unter variierenden Anstellwinkeln untersuchte. Ein kritischer Teil der Kampagne entfiel zudem auf die Analyse des Strömungsabrissverhaltens (Stall), insbesondere in Konfigurationen mit ausgefahrenen Landeklappen. Diese Daten sind essenziell, um die Flugeigenschaften bei niedrigen Geschwindigkeiten während der Start- und Landephase abzusichern und die Steuerbarkeit im Grenzbereich experimentell zu belegen.
Aerodynamik der externen Wasserstoffspeicherung
Ein besonderes Merkmal der BYA-1 ist die Platzierung der 700-Bar-Wasserstofftanks außerhalb des druckbelüfteten Rumpfes. Die Tanks sind oberhalb der Flügelwurzel integriert, um das Risiko durch Hochdruckleitungen in der Kabine zu eliminieren. Diese Bauweise schafft jedoch komplexe Interaktionszonen an den Übergangsstellen zwischen Rumpf und Tragflächen, die aerodynamisch schwer zu berechnen sind.
Die Windkanaltests dienten primär dazu, den sogenannten Interferenzwiderstand an diesen Stellen zu quantifizieren. Selbst minimale geometrische Abweichungen an den Tankverkleidungen können den Auftrieb und die Richtungsstabilität beeinflussen. Die Messungen bestätigten, dass die externe Konfiguration über den gesamten Flugbereich ein stabiles und kontrollierbares Strömungsverhalten aufweist. Damit wurde das Risiko unvorhergesehener Turbulenzen an den Tragflächenübergängen, die in rein digitalen Modellen oft unterrepräsentiert sind, experimentell minimiert.
Beyond Aero BYA-1: Hybrid-Antrieb und Leistungsdaten
Das Antriebskonzept der BYA-1 basiert auf einem wasserstoff-elektrischen Hybridsystem mit einer Gesamtleistung von 1,2 MW. Die für den Flug benötigte Energie wird primär über Brennstoffzellen erzeugt, wobei das Antriebssystem bereits den Technologiereifegrad TRL 6 erreicht hat. Dieser Aufbau ermöglicht es dem Wasserstoffflugzeug eine geplante Reichweite von bis zu 800 Seemeilen (ca. 1.500 km) zu erzielen, was etwa der fünffachen Kapazität aktueller batterieelektrischer Flugzeuge entspricht.
Der Business-Jet ist für eine Kapazität von 6 Passagieren ausgelegt und soll eine Reisegeschwindigkeit von rund 570 km/h (310 ktas) erreichen. Durch die Validierung der aerodynamischen Kennwerte im Windkanal konnte Beyond Aero die Korrelation zwischen Antriebsleistung und Luftwiderstand präzisieren. Dies ist ein entscheidender Faktor, um die angestrebte Effizienz und die prognostizierten Betriebskosten für den späteren Markteinsatz abzusichern.
Zertifizierung und Marktausblick bis 2030
Die erfolgreiche Validierung der Aerodynamik ist eine Voraussetzung für den bevorstehenden „Geometry Freeze“, bei dem die äußere Form des Flugzeugs endgültig festgelegt wird. Erst dieser Schritt ermöglicht den Abschluss des Preliminary Design Review (PDR), die offizielle Prüfung des Gesamtkonzepts vor Beginn der Detailkonstruktion.
Ferner arbeitet Beyond Aero bereits unter einem Pre-Application-Vertrag mit der europäischen Luftfahrtbehörde EASA zusammen, um die Zertifizierung nach den CS-23-Vorgaben für Leichtflugzeuge vorzubereiten. Zudem hat das Unternehmen bis heute Absichtserklärungen (LOIs) im Wert von rund 914 Millionen US-Dollar für insgesamt 108 Flugzeuge erhalten. Infolgedessen ist die Markteinführung der BYA-1 für das Jahr 2030 geplant. Parallel zur Flugzeugentwicklung treibt das Unternehmen darüber hinaus den Aufbau eines eigenen Antriebslabors in Toulouse voran, um die Skalierung der 1,2-MW-Brennstoffzellensysteme unter kontrollierten Bedingungen fortzuführen.
Quellen / Weiterlesen
Bildquelle: © Beyond Aero