Warum eVTOL-Motoren sich von E-Auto-Motoren unterscheiden

Elektrische Antriebe sind das Herzstück moderner Mobilität – ob in Straßenfahrzeugen oder elektrischen Senkrechtstartern (eVTOL). Doch die Anforderungen an Motoren in der Luftfahrt unterscheiden sich grundlegend von denen im Automobilbau. Jon Wagner, ehemaliger Senior Director für Batterietechnik bei Tesla und heute bei Joby Aviation tätig, erläutert im Gespräch mit IEEE Spectrum die zentralen Unterschiede.

Kosten vs. Gewicht: Ein zentraler Trade-off

Während im Automobilbau die Kostenoptimierung im Vordergrund steht, priorisiert die Luftfahrt das Gewicht und die Effizienz. Wagner erklärt: „Im Straßenverkehr geht es darum, ob man bereit ist, mehr für Komponenten auszugeben, um eine bestimmte Gewichtsersparnis zu erzielen. Bei eVTOLs sind die Trade-offs zwischen Kosten und Masse deutlich komplexer – hier wird oft mehr investiert, um leichtere oder effizientere Lösungen zu ermöglichen.“

Sicherheit durch Redundanz

Ein weiterer entscheidender Faktor ist die Sicherheit. Obwohl beide Sektoren auf ähnlichen Motortechnologien basieren, erfordern Flugzeuge eine kontinuierliche sichere Fortbewegung. Wagner betont: „Bei einem Ausfall im Straßenverkehr reicht es, sicher anzuhalten. In der Luftfahrt ist das nicht möglich – hier muss das System durch Redundanz abgesichert sein.“

Während Redundanz in E-Autos meist ein Nebenprodukt von Allradantrieben ist, wird sie in eVTOLs von vornherein eingeplant. Wagner ergänzt: „In der Automobilindustrie ist Redundanz selten der Hauptzweck. Bei eVTOLs hingegen ist sie essenziell.“

Integrierte Lösungen statt modularer Bauweise

Die Automobilindustrie setzt auf modulare Komponenten, die von Zulieferern bezogen werden. Wagner erklärt, warum Joby Aviation einen anderen Weg geht: „In etablierten Branchen wie der Autoindustrie ist die Aufteilung in einzelne Module effizient. Allerdings entstehen dabei Schnittstellen, die zu Ineffizienzen führen. Wir setzen stattdessen auf hochintegrierte Lösungen, ohne dabei die Herstellkosten zu erhöhen.“

Innovative Materialien für mehr Leistung

Ein Beispiel für solche Lösungen ist der Einsatz von Permendur, einer Kobalt-Eisen-Legierung. Wagner sagt: „Permendur kostet etwa zehnmal so viel wie herkömmlicher Motorenstahl – ein Preis, der in der Automobilindustrie oft prohibitiv wirkt. Doch die Leistungssteigerung rechtfertigt den Aufwand für die Luftfahrt.“

Wird die Elektro-Luftfahrt zum Massenphänomen?

Wagner bleibt vorsichtig optimistisch: „Ich habe mich immer als Vorreiter in Sachen Antriebstechnik gesehen. Doch die Elektrifizierung der Luftfahrt ist ein komplexer Prozess – ähnlich wie einst der Übergang zu E-Autos.“

Während E-Autos bereits etabliert sind, steht die eVTOL-Branche noch am Anfang. Doch mit Innovationen wie integrierten Antrieben und hochleistungsfähigen Materialien könnte sich das ändern.