Fachartikel vom 06/15/2015

Siemens-Antrieb

TaxiBots nehmen Flugzeuge ins Schlepptau

Am Frankfurter Flughafen sind teilautomatische Flugzeugschlepper mit Siemens-Hybrid-Drives im Einsatz. Das reduziert den Kerosinverbrauch enorm und senkt die Lärmbelästigung.

Die TaxiBot-Flugzeugschlepper am Frankfurter Flughafen sparen pro Schleppvorgang bis zu eine Tonne Kerosin. (Bild: Lufthansa Leos MIT)

Für das Taxiing, die Fahrt eines Flugzeuges vom Gate bis zur Startbahn, sind am Frankfurter Flughafen drei TaxiBots mit einem redundanten Diesel-Elektrischen Antriebssystem von Siemens ausgestattet. Diese Flugzeugschlepper sind seit November 2014 im Einsatz und konnten vor kurzem die einhundertste TaxiBot-Mission erfolgreich absolvieren. Der Einsatz der TaxiBots rechnet sich. Pro Schleppvorgang reduziert sich der Kerosinverbrauch um bis zu eine Tonne, die Wartungsintervalle der Triebwerke verlängern sich und die Lärmbelästigung am Flughafen sinkt: Zum Beispiel ist der TaxiBot Narrow Body, für Flugzeuge mit einer Gangreihe wie dem Airbus
A 320 oder der Boeing 737, nur halb so laut.

Normalerweise rollt das Flugzeug mit eigener Antriebskraft seiner Turbinen zur Startbahn. Für diese Wegstrecke ist der Betrieb mit Turbinen unwirtschaftlich. Zudem verbraucht das Flugzeug viel Kerosin und erzeugt eine große Menge an Kohlenstoffdioxid. Außerdem können eingesaugte Fremdobjekte die Triebwerke beschädigen.

Die TaxiBot-Schlepper nehmen das Flugzeug am Gate am Bugrad auf, der Fahrer schiebt das Flugzeug auf den Taxiway. (Bild: Lufthansa Leos MIT)

Flugzeugschlepper als Semiautomatische Fahrroboter

Mit den TaxiBots wurden Flugzeugschlepper entwickelt, die erstmalig und ohne größere Modifikationen am Flugzeug, vom Piloten gesteuert, das Flugzeug vom Gate zu seiner Startposition ziehen (Pushback und Taxiing). Währenddessen können die Triebwerke des Flugzeugs abgeschaltet bleiben, wodurch der Kerosinverbrauch pro Schleppvorgang erheblich sinkt und das Wartungsintervall der Triebwerke verlängert werden kann. Ein TaxiBot Narrow Body spart aktuell circa 150 Kilo Kerosin, ein TaxiBot Wide Body für Flugzeuge mit zwei Gangreihen, etwa Airbus A380 oder Boeing 747-400, bis zu eine Tonne. Je mehr Triebwerke und je länger Distanz und Zeit der TaxiBot-Mission, desto größer die Einsparung. Bei zwölf Missionen pro Tag führt dies zu einer erheblichen jährlichen Ersparnis.

Für dieses Projekt liefert Siemens mit Integrated Drive Systems (IDS) den Antriebsstrang. Im Detail sind das Generatoren, Fahrmotoren, ELFA2-Umrichter und Radmodule sowie die entsprechende Elektronik samt Sofware. Die TaxiBot-Wide-Body-Serie mit einer Antriebsleistung von rund einem Megawatt soll ihr Debut Ende Juni auf dem Testflughafen in Chateauroux (Frankreich) geben.

Die TaxiBots sind mit einem redundanten Diesel-Elektrischen Antriebssystem von Siemens ausgestattet. (Bild: Lufthansa Leos MIT Siemens)

Das Prinzip

Die neuartigen TaxiBot-Schlepper (Taxiing Robot) nehmen das Flugzeug am Gate am Bugrad auf und der Fahrer des Schleppers schiebt das Flugzeug beim konventionellen Pushback vom Gate auf den Taxiway. Das Taxiing vom Gate zur Startbahn übernimmt der Pilot. Dabei verhält sich der TaxiBot ähnlich wie ein Automatikauto: Löst der Pilot die Bremse, beschleunigt der TaxiBot kontrolliert. Wird das Flugzeug auf dem Weg zur Startbahn nicht gebremst, beschleunigt der Schlepper – auf eine vom Flughafen vorgegebene Geschwindigkeit von maximal 43 Stundenkilometer (23 Knoten). Während der gesamten Fahrt auf dem Taxiway bleibt der Schlepper mit dem Flugzeug verbunden, bis der TaxiBot kurz vor der Startbahn abdockt.

Nach dem Abdocken fährt der Fahrer den TaxiBot zur nächsten Mission. Bei Richtungsänderungen auf der Rollbahn lenkt der Kapitän wie gewohnt das Bugrad des Flugzeuges in die gewünschte Richtung und bremst mit dem Hauptfahrwerk. Das Abbremsen des Flugzeuges wird durch die Sensorik erfasst und in Bruchteilen einer Sekunde im Fahrzeug umgesetzt.

TaxiBot ist ein internationales Gemeinschaftsprojekt zwischen Siemens und den Auftraggebern TLD, IAI und Lufthansa Leos. (Bild: Lufthansa Leos MIT Siemens)

Hintergrund: TaxiBot

TaxiBot (Taxiing Robot) ist ein internationales Gemeinschaftsprojekt zwischen Siemens und den Auftraggebern TLD (Frankreich) sowie IAI (Israel) und Lufthansa Leos. Dabei wurde ein Flugzeugschlepper entwickelt, der erstmalig und ohne größere Modifikationen am Flugzeug, vom Piloten gesteuert, das Flugzeug vom Gate weg zu seiner Startposition zieht (Pushback und Taxiing). Ein Narrow Body hat ein Eigengewicht von rund 25 Tonnen und eine Zugkraft von circa 104 Kilonewton, mit der er ein Flugzeug von rund 100 Tonnen Gewicht ziehen kann. Ein Wide Body bringt bei einer Zugkraft von 260 Kilonewton rund 50 Tonnen auf die Waage und kann bis zu 600 Tonnen Gewicht ziehen.

Die Namen Narrow Body und Wide Body leiten sich von den zu ziehenden Flugzeugtypen ab. Narrow Bodies sind Flugzeuge mit einer Gangreihe (zum Beispiel A320 und Boeing 737) und Wide Bodies Flugzeuge mit zwei Gangreihen (A380 und 747-400). Das erste Vorserienfahrzeug ist am Frankfurter Flughafen bei Lufthansa LEOS bereits seit Anfang Juni 2013 im Testbetrieb. Das Projekt wird von der Bundesregierung im Rahmen des Leuchtturmprojektes für Elektromobilität unterstützt. (as)