Der amerikanische Luft- und Raumfahrtriese RTX fördert ein hybrides thermisch-elektrisches Antriebssystem, das in regionalen Turboprop-Flugzeugen eingesetzt werden kann. Ziel ist es, die Elektrifizierungseffizienz bestehender Flugzeuge zu verbessern, ohne die Flugzeugzelle auszutauschen, und den Treibstoffverbrauch und die Wartungskosten deutlich zu senken.

Im Kontext der aktuellen Transformation der Luftfahrtindustrie haben elektrische Antriebe aufgrund ihres hohen Drehmoments, ihres hohen Wirkungsgrads und ihrer Nullemission große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Allerdings ist seine Anwendung aufgrund der Batterieenergiedichte immer noch hauptsächlich auf kleine Pendlerflugzeuge mit begrenzter Passagierzahl und begrenzter Reichweite beschränkt. Gemessen an der Masse ist die Energiedichte von herkömmlichem Flugtreibstoff mindestens 20-mal so hoch wie die von Batterien. Dies bedeutet, dass beim Einsatz von Batterien als Kraftstoffersatz ein großer Teil der Nutzlast und Reichweite durch das Gewicht der Batterien „gefressen“ wird. Die tatsächliche Reichweite der meisten vollelektrischen Flugzeuge kann oft nur schwerlich 150 Seemeilen (ca. 172 Meilen/278 Kilometer) überschreiten.

Noch problematischer ist, dass der Akku während des gesamten Fluges „totes Gewicht“ trägt. Herkömmliche Flugzeuge verbrauchen während des Fluges weiterhin Treibstoff und der Rumpf wird leichter, was der Vergrößerung der Reichweite und der Verbesserung der Effizienz zugute kommt. Während das Gewicht eines vollelektrischen Flugzeugs vom Start bis zur Landung grundsätzlich unverändert bleibt und ein erheblicher Teil der Leistung im späteren Stadium nur noch zum „Fliegen mit der Batterie auf dem Rücken“ verwendet wird. Darüber hinaus erhöhen Herausforderungen beim Wärmemanagement von Batterien und der Druck auf die Ladeinfrastruktur am Boden die Entwicklung der elektrischen Luftfahrt zusätzlich.

Vor diesem Hintergrund arbeitet Pratt & Whitney Canada, eine Tochtergesellschaft von RTX, mit Collins Aerospace und der kanadischen Regierung an der Entwicklung von Hybrid-Turboprop-Triebwerken für mittelgroße Regionalflugzeuge und versucht dabei, die Vorteile des Elektroantriebs ohne Leistungseinbußen zu nutzen. Am 3. März 2026 erreichte das „RTX Hybrid Electric Flight Demonstration Aircraft“ auf dem Prüfstand in Longueuil, Quebec, Kanada, erstmals den integrierten Betrieb von Antriebssystem und Batterie bei voller Leistung, was als einer der wichtigsten Meilensteine ​​des Projekts gilt.

Anders als die der Öffentlichkeit bekannten Automobil-Hybridlösungen handelt es sich bei diesem Luftfahrt-Hybridsystem nicht um ein Seriensystem aus „Motorstromerzeugung und Motorantrieb“. Die RTX-Demonstrationskonfiguration kombiniert ein Pratt & Whitney PW127XT Turboprop-Triebwerk mit einer Nennleistung von etwa 1 MW und einen Collins Aerospace-Motor, ebenfalls mit einer 1 MW-Klasse. Durch ein spezielles Untersetzungsgetriebe wird die Leistung der beiden Antriebsquellen gleichzeitig auf die gleiche Propellerwelle übertragen, um einen „Parallelantrieb“ zu erreichen.

Die Kernidee dieser Architektur besteht darin, mithilfe des Elektromotors die Leistungskurve der Wärmekraftmaschine zu „glätten“, sodass die Gasturbine länger im Hocheffizienzbereich arbeiten kann. In Phasen, die eine hohe Leistungsabgabe erfordern, wie zum Beispiel beim Start und im Steigflug, kann der Motor zusätzliche Schubunterstützung bieten, sodass das Turboprop-Triebwerk seine Drehzahl nicht häufig erhöhen oder verringern muss; Während der Reisephase arbeitet es in einem relativ konstanten und optimierten Drosselzustand. Auf der Pilotbetriebsebene kann dieses System die Gesamtleistung bei Bedarf auf 2 Megawatt steigern, wodurch die Schubreserve ausreichender wird.

Der Motor erzeugt nicht nur Kraft beim „Ziehen des Flugzeugs“, sondern kann auch als Generator im Rückwärtsgang während der Sinkflugphase genutzt werden, um einen Teil der Leistung des 200 kWh H55-Batteriesystems an Bord wiederherzustellen und so einen gewissen Grad an „Energierückgewinnung“ zu bilden. Während die rekuperierte Energie die hohen Energieentladungen während des Starts und Steigflugs nicht vollständig ausgleichen kann, kann sie dazu beitragen, einige der Verluste im gesamten Energiebuch abzusichern.

Das von RTX gesetzte Ziel besteht darin, mit diesem Hybridantriebssystem das Gewicht der gesamten Antriebseinheit im Vergleich zur herkömmlichen Turboprop-Lösung zu reduzieren, den Kraftstoffverbrauch um etwa 30 % zu senken und die Wartungskosten um etwa 20 % zu senken. Was den Umweltschutz anbelangt, ist das System auch darauf ausgelegt, zu 100 % mit nachhaltigem Flugtreibstoff (SAF) betrieben zu werden, was Luftfahrtbetreibern mehr Optionen auf dem Weg zur Reduzierung der CO2-Emissionen bietet.

Es ist erwähnenswert, dass das „Verkaufsargument“ dieses Systems nicht nur Effizienz und Emissionsreduzierung ist, sondern auch seine Modifizierbarkeit. Alle Projektbeteiligten behaupten, dass das Hybridantriebssystem direkt in bestehende Regionalflugzeugmodelle integriert werden kann, ohne dass ein komplett neuer Flugzeugkörper entworfen werden muss. Dies ermöglicht es den Betreibern, die Modernisierung des Stromversorgungssystems schrittweise auf der Grundlage der vorhandenen Flotte durchzuführen und dabei Umweltschutzanforderungen und Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen.

Dem Plan zufolge wird dieses System im Jahr 2026 weiterhin Bodentests durchführen und dann in die Flugverifizierungsphase übergehen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Test von AeroTEC in Moses Lake, Washington, USA, durchgeführt, wobei ein modifizierter Canadian de Havilland Dash 8-100 als Versuchsplattform verwendet wird.

Rémi Robache, Projektmanager von Pratt & Whitney Electronics, sagte, dass es der Branche nicht wirklich darum gehe, „das Flugzeug mit Batterien zu füllen, sondern es leer zu fliegen“, sondern den Energieverbrauch „pro Passagiermeile“ auf ein niedrigeres Niveau zu senken. Er betonte, dass das Ziel darin besteht, ein insgesamt effizienteres Antriebssystem in den beiden Dimensionen Kraftstoff und elektrische Energie aufzubauen, um Passagiere mit möglichst wenig Energie von Punkt A nach Punkt B zu transportieren.