Ein Flugzeug, das ohne einen Tropfen Treibstoff um die Welt kommt – das war der Traum von Bertrand Piccard, einem Schweizer Psychiater und Luftfahrer. Als Sohn und Enkel zweier bekannter Abenteurer hat Piccard nicht nur Pioniergeist im Blut, sondern setzte diese Idee auch in die Tat um – und nutzte dafür die 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes für die Konstruktion, den Bau und die Validierung des Solarflugzeugs.
Piccards Vater Jacques tauchte im Jahr 1960 im Mariannengraben fast 11.000 Meter tief, der Großvater Auguste stellte 1931 seinen ersten Höhenrekord in einem Ballon auf. In einem solchen Umfeld aufwachsend, begegnete Bertrand Piccard vielen der Pioniere und Forscher unserer Tage wie Charles Lindbergh oder Wernher von Braun. 1999 war er mit dem ersten Non-Stopp-Ballonflug um die Welt erfolgreich. „Ich startete mit 3,7 Tonnen flüssigem Propan und landete nach 20 Tagen und 45.000 Kilometern mit 40 Kilogramm“, erinnert er sich. „Während der ganzen Fahrt war ich besorgt, das Gas könnte mir ausgehen. Darum entschloss ich mich, bei meiner nächsten Erdumrundung ganz ohne Treibstoff auszukommen.“ So entstand die Idee, ein Solarflugzeug zu bauen.
Die Herausforderung an ein Solarflugzeug, das um die Erde fliegen soll, ist, dass es nicht nur am Tag, sondern auch in der Nacht fliegen können muss. Die Solarzellen müssen also so bemessen sein, dass der erzeugte Strom für die Motoren reicht und zudem noch Batterien geladen werden können. Dies alles erfordert eine geradezu wahnwitzige Spannweite von 72 Metern – mehr als eine Boeing 747 – und ein sehr geringes Gewicht von 2,3 Tonnen – die 747 bringt 333 Tonnen auf die Waage.
2003 tat sich Piccard mit dem Schweizer Unternehmer und Piloten André Borschberg zusammen, einem Ingenieur mit einem Abschluss in Management- und Naturwissenschaften vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, Massachusetts (USA), der über mehr als 20 Jahre Flugerfahrung in der Schweizer Luftwaffe verfügt. Gemeinsam gründeten sie das Unternehmen Solar Impulse, das mit 50 Mitarbeitern, etwa 100 Beratern und 80 Industriepartnern an der Umsetzung dieses Traums arbeitet.
Das erste Flugzeug, Solar Impulse 1, sollte demonstrieren, dass es möglich ist, nur mit Sonnenlicht Tag und Nacht zu fliegen. Im Juli 2010 wurde das Ziel mit dem ersten 24-Stundenflug der Solar Impulse 1 erreicht und die Arbeiten an der Solar Impulse 2, die im Jahr 2015 um die Welt fliegen soll, wurde begonnen. Bereits 2014 hat das Flugzeug schon eine Reihe von Tests absolviert und das Projekt befindet sich auf dem besten Weg zum Erfolg.
Die Herausforderung ist, das alles komplett neu ist, wie Borschberg sagt: „Normalerweise nutzt man vorhandene Motoren, wenn man ein neues Flugzeug bauen möchte, und wenn man neue Motoren testen will, tut man dies in vorhandenen Flugzeugen. Hier allerdings ist der Antrieb neu. Der Motortyp ist neu. Die Struktur ist neu. Das Vorhaben ist folglich äußerst komplex.“ Bei der Konstruktion eines derart innovativen Flugzeugs sah sich das Team vor ganz neue Herausforderungen gestellt. Dazu zählte auch die Neukonstruktion des Rumpfs und der Tragflächen mithilfe neuer Materialien, um die strengen Gewichtsvorgaben zu erfüllen. Die Entwicklung eines Cockpits, in dem die beiden Piloten so sicher und bequem wie möglich den Plan einer Weltumrundung umsetzen können, verlangte modernste Konstruktions- und Managementwerkzeuge. Die Anwendungen von Dassault Systèmes haben einen reibungslosen Entwicklungsprozess und die Bewältigung der Projektmeilensteine sichergestellt.
„Zu Beginn des Projekts haben wir bei Flugzeugherstellern angefragt, ob sie dieses Flugzeug für uns bauen könnten. Die Antwort war schlicht: ‚Nein, unmöglich‘“, so Borschberg. „Wir mussten also nach neuen Technologien und Lösungen suchen, die außerhalb der Luftfahrttechnik zu finden waren, und sie zum ersten Mal überhaupt in ein Flugzeug integrieren. Wir mussten ein absolut revolutionäres Solarflugzeug von Grund auf neu bauen. Das wäre ohne 3DEXPERIENCE schlicht nicht machbar gewesen“, sagt Borschberg.
Für Piccard und Borschberg liegt der Reiz des Projekts darin zu zeigen, wie Pioniergeist, Innovation und saubere Technologien die Welt verändern können. Und mit Blick auf die Weltumrundung sagt Piccard: „Wir können uns auf zweierlei Art vorbereiten. Zum einen durch Testflüge mit dem Flugzeug, um es optimal beherrschen zu lernen. Und zum anderen durch alle möglichen Simulationen. Unser Missionsteam führt regelmäßig Simulationen unter realen Wetterbedingungen durch, damit dieses Flugzeug auf den besten Routen, in den besten Höhen, auf den besten Flugbahnen und bei besten Wetterverhältnissen fliegt. Wir wissen jetzt ziemlich genau, wie das funktionieren kann, und wir werden dieses Wissen 2015 für den echten Flug nutzen.“
Und was Dassault Systèmes und dieses Blog angeht? Wir bleiben dran an der Story – versprochen! Somit auch Gratulation zur ersten erfolgreichen Etappe, der am 9. März 2015 gestarteten SI2 und weiterhin viel Erfolg dem gesamten Team von Solar Impulse.
Wenn Sie noch mehr erfahren möchten, hier geht es zum Artikel in unserem Compass Magazine.
