Viele Segelflugzeuge verfügen über einen Hilfsmotor. Er ermöglicht den Weiterflug bei zu wenig Auftrieb und je nach Grösse sogar den Eigenstart des Segelflugzeugs. Der Hilfsmotor ist meist ein Klapptriebwerk, das nur bei Bedarf ausgeklappt wird. Um den Luftwiderstand gering zu halten, bleibt der Hilfsmotor bei Nichtgebrauch im Rumpf versteckt. Es ist eine technische Herausforderung, solche Motoren möglichst leicht und kompakt zu gestalten, damit im Segelbetrieb keine Nachteile entstehen. Aviatik-Absolvent Marco Caglioti hat im Rahmen seiner Bachelorarbeit einen neuen Lösungsansatz geprüft, der die Fortschritte in der Luftfahrttechnik mit denen der Elektromotoren vereint: ein gegenläufiger Propeller, der elektrisch betrieben wird.

Aber ist die Propellertechnik überhaupt noch zeitgemäss? «In der Luftfahrtbranche wird schon seit einigen Jahren an der Weiterentwicklung von Propellerantrieben gearbeitet», erklärt Marco Caglioti. «Sie könnten in Zukunft vielleicht wieder eine ernsthafte Alternative zu den verbreiteten, aber weniger energieeffizienten Strahltriebwerken werden.» Der Absolvent hat diesen Trend aufgenommen und den Prototyp eines gegenläufigen Propellers konzipiert und aufgebaut. Zwei Rotoren befinden sich auf einer Achse und drehen sich – angetrieben durch je einen Elektromotor – in entgegengesetzter Richtung. Das sorgt für mehr Schub. «Man schafft auf der gleichen Propellerfläche mehr Luftdurchsatz, kann also kürzere Blätter verwenden», sagt Marco Caglioti. «Somit ist die Lösung kompakter als ein grosser Propeller mit vergleichbarem Schub.»

Hinzu kommt, dass der Elektromotor mehr Leistung bei kleineren Einbaumassen ermöglicht. Dass seine Lösung wirklich genügend Schub für den Einsatz im Segelflugzeug bringt, hat Marco Caglioti im Windkanal am ZHAW-Zentrum für Aviatik (ZAV) nachgewiesen. Dazu hat er die tatsächlich gemessenen Daten aus den Windkanalversuchen mit den theoretischen Leistungsdaten einer Kontrollsoftware verglichen. «Der Propeller ist in der Lage, die mit der Software simulierten Leistungen bis zu einer Drehzahl von 3600 U/min mit einem Fehler von 9,1 Prozent zu erreichen», so Marco Caglioti. Diese Abweichung sei vergleichsweise gering und auf den vereinfacht aufgebauten Prototyp zurückzuführen. «Passen wir die Berechnung um den Faktor 0,091 an, erreichen wir mit einem Standschub von 545 Newton das Ziel, ein Segelflugzeug eigenstartfähig zu machen.»