imported>Thomas Dresler: Format

2024-11-03T14:12:58Z

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{{SEITENTITEL:e-Genius}}
{{Infobox Flugzeug
|Name = e-Genius
|Bild = [[Datei:E-Genius fly-by.jpg|250px|e-Genius im Flug]]
|Typ = [[Elektroflugzeug]], [[Hybridelektroflugzeug]]
|Entwicklungsland = {{DEU}}
|Hersteller = Institut für Flugzeugbau, Universität Stuttgart
|Erstflug = 25. Mai 2011
|Stückzahl = 1
}}
Der '''e-Genius''' ist ein personentragendes Flugzeug, das vom Institut für Flugzeugbau der [[Universität Stuttgart]] entwickelt wurde. Ursprünglich war er mit einem rein batterie-elektrischen Antriebsstrang ausgestattet. Durch die Entwicklung eines externen Range-Extenders wurde der e-Genius optional zu einem [[Hybridelektroflugzeug]]. Derzeit (Stand: Januar 2019) wird das Flugzeug durch den Einbau eines festen internen Dieselgenerators auf einen permanenten Hybridantrieb umgerüstet.

In der Konfiguration mit batterie-elektrischem Antriebsstrang ist der e-Genius das [[Elektroflugzeug]] mit der größten Reichweite, das kontinuierlich betrieben wird. Das Flugzeug wird für die Erforschung und Erprobung des elektrischen und hybrid-elektrischen Fliegens eingesetzt und ist auf dem [[Flugplatz Pattonville]] bei Stuttgart stationiert.

== Geschichte ==
Der e-Genius wurde am Institut für Flugzeugbau der [[Universität Stuttgart]] (IFB) unter der Leitung von Rudolf Voit-Nitschmann entwickelt und gebaut. Das Flugzeug basiert auf dem ''Hydrogenius'', einem theoretischen Entwurf eines [[Brennstoffzelle]]nflugzeugs, mit dem 2006 der [[Albrecht Ludwig Berblinger|Berblinger-Preis]] der Stadt Ulm gewonnen werden konnte. Mit dem e-Genius wurde am IFB nach dem [[Icaré II]] das zweite praxistaugliche Flugzeug mit alternativem Antriebskonzept entwickelt.

Der Großteil des Flugzeugs wurde in nur acht Monaten zwischen Oktober 2010 und Mai 2011 in der Werkstatt des Instituts gebaut.<ref name="Bautagebuch" />
Am 25. Mai 2011 fand auf dem Werksflugplatz der Firma [[Grob Aircraft]] in [[Flugplatz Mindelheim-Mattsies|Mindelheim-Mattsies]] der Erstflug statt.<ref name="2011-05-11" />
Nur drei Wochen nach dem Erstflug konnte der e-Genius bereits seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen, indem im Rahmen der Flugerprobung schon die Aufgabe der ''Green Flight Challenge'' geflogen wurde, an welcher das Flugzeug im Herbst desselben Jahres teilnahm.<ref name="2011-06-15" /><ref name="stuttgarterzeitung" />
[[Datei:E-Genius take-off at 2011 Green Flight Challenge 01.jpg|mini|e-Genius bei der ''Green Flight Challenge'']]

Bei der ''Green Flight Challenge'' der Comparative Aircraft Flight Efficiency (CAFE) war ein Flugzeug gesucht, das eine Strecke von mindestens 320 Kilometer mit einer Reisegeschwindigkeit von mindestens 160 km/h fliegen kann und dabei weniger als 1,176 Liter [[Benzinäquivalent]] pro 100 Kilometer (eine [[Gallone#US-amerikanisches Maßsystem|Gallone]] auf 200 [[Englische Meile|Meilen]]) und Passagier verbrauchen darf.<ref name="GFC" /> Bei diesem Wettbewerb gewann der e-Genius den ''Lindbergh Prize'' für das leiseste Flugzeug und erzielte in der Gesamtwertung der ''Green Flight Challenge'' den zweiten Platz.<ref name="cafefoundation" />

Am 14. August 2013 flog der e-Genius im Rahmen eines Erprobungsfluges am Stück 400 km in vier Runden zu jeweils 100 km mit Durchschnittsgeschwindigkeiten von 140–175 km/h.<ref name="Blog2013-08-15" />

Im September 2013 nahm der e-Genius am ''Green Speed Cup'' teil. Dabei legte er die 560 km von [[Flugplatz Pattonville|Pattonville]] nach [[Flugplatz Strausberg|Strausberg]] in knapp vier Stunden Flugzeit zurück. Ein Zwischenstopp erfolgte in [[Flugplatz Dessau|Dessau]].<ref name="MZ20130905">{{Internetquelle| url=https://www.mz.de/lokal/dessau-rosslau/dessau-rosslau-die-zukunft-landet-2122104| titel=Die Zukunft landet| autor=Danny Gitter| werk=[[Mitteldeutsche Zeitung]]| datum=2013-09-05| abruf=2021-05-27}}</ref> Den Wettbewerb mit je einem Wertungsflug über 282 km und 405 km gewann das Stuttgarter Flugzeug, wobei die eigene Punktzahl mehr als das Vierfache der Punktzahl des Zweitplatzierten betrug.<ref name="greenspeed" />

Im Juli 2015 überquerte der e-Genius als erstes Elektroflugzeug die Alpen.<ref name="Blog20150708" /> Um vom [[Flugplatz Hahnweide]] bei Stuttgart den norditalienischen Platz Calcinate del Pesce bei [[Varese]] zu erreichen, wurden über 320 km Distanz zurückgelegt. Die über 3000 m hohen Gipfel in der Zentralschweiz überflog der e-Genius dabei in einer sicheren Höhe von nahezu 4000 m. Der Rückflug fand am Nachmittag des gleichen Tages statt. Der steile Alpenanstieg in der Südschweiz konnte jedoch nicht auf der Route des Hinflugs bewältigt werden. Um ausreichend Zeit für den Steigflug auf 4000 m Höhe zu gewinnen, verlief die Rückflugroute daher über den [[Gotthardpass]] und war mit 365 km nochmals deutlich länger als der Flug am Vormittag.
[[Datei:E-Genius over the Alps.JPG|mini|e-Genius über den Alpen]]

== Konstruktion ==
Der e-Genius ist ein zweisitziger [[Motorsegler#Reisemotorsegler|Reisemotorsegler]] in [[Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff|CFK]]-[[Faserverbundwerkstoff|Faserverbundbauweise]] mit Einziehfahrwerk. Die Cockpithaube sowie der Flügel stammen vom [[Pipistrel Taurus]], wobei der breitere Flügel des e-Genius in [[Schulterdecker]]-Anordnung verwendet wird. Die Piloten sitzen nebeneinander in einem gegenüber dem Taurus etwa 4 cm verlängertem und verbreitertem Cockpit, das Höhenleitwerk entstand in der Negativform der [[Akaflieg Stuttgart fs 35|Stuttgarter fs 35]].<ref>{{Literatur |Autor=Frank-Dieter Lemke |Titel=e-Genius – elektrisch in die Zukunft |Hrsg= |Sammelwerk=Fliegerrevue |Nummer=6 |Verlag= |Ort= |Datum=2013 |Seiten=21–23}}</ref> Der Antrieb erfolgt über einen wassergekühlten [[Bürstenloser Gleichstrommotor|permanenterregten Synchronmotor]], der einen [[Verstellpropeller|elektrisch verstellbaren]] Zugpropeller mit 2,2 m Durchmesser antreibt. Der 27 kg schwere Motor des slowenischen Herstellers ''Sineton'' wird momentan mit einer Dauerleistung von 40 kW und einer Startleistung von 72 kW betrieben. Die Antriebseinheit ist am oberen Ende der [[Seitenleitwerk]]sflosse des konventionellen [[Leitwerk#Flugzeugbau|Kreuzleitwerks]] angebracht. Die [[Lithium-Ionen-Akkumulator]]en sind nahe dem Flugzeugschwerpunkt hinter den Pilotensitzen installiert. Im Reiseflug wird der e-Genius üblicherweise mit Leistungen zwischen 10 und 20 kW betrieben.

Zur Erprobung und Erforschung des hybrid-elektrischen Fliegens wurde der e-Genius im Jahr 2015 mit einem externen „plug and fly“-[[Reichweitenverlängerer|Range-Extender]] ausgestattet. Dieser befand sich in einem Anbaubehälter, der in kurzer Zeit an der Unterseite der rechten Tragfläche montiert werden konnte. Der Range-Extender bestand aus einem [[Wankelmotor]] mit Generator, Kühlsystem, Abgassystem und Treibstofftanks. Zum Ausgleich der Zusatzmasse wurde die Akkukapazität um ein Viertel verringert. Damit sank auch die batterie-elektrisch verfügbare Reichweite auf 300 km. Die Gesamtreichweite mit diesem Range-Extender soll 1000 km betragen.

Da für den Typus der elektrisch angetriebenen Flugzeuge bislang keine ausreichende Datengrundlage für FE-Simulationsmodelle besteht, wurde der e-Genius in einer Studie der experimentellen Modalanalyse unterzogen. Der Modaltest der Modellnachbildung des Maßstabes 1:3 mit ca. 40 kg Masse und einer Spannweite von 5,6 m liefert Erkenntnisse über das Schwingverhalten und die Strukturdynamik. Dies ist speziell hinsichtlich der zugrundeliegenden Werkstoffe erforderlich – ein Materialmix mit anisotropen, d. h. richtungsabhängigen Eigenschaften – um resultierende Parameter wie Dämpfungseigenschaften belastbar für [[Finite-Elemente-Methode|FE-Simulationen]] zu nutzen.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.polytec.com/de/news-presse/presse/detail/co2-neutrales-fliegen-auf-dem-pruefstand-elektro-motorsegler-e-genius-im-ground-vibration-test-bei-polytec |titel=CO2-neutrales Fliegen auf dem Prüfstand: Elektro-Motorsegler e-Genius im Ground Vibration Test bei Polytec |sprache=de-DE |abruf=2022-02-09}}</ref>
[[Datei:E-Genius with external range extender.jpg|mini|e-Genius mit externem Range Extender]]

Im Jahr 2016 wurde damit begonnen, die Umrüstung auf ein Diesel/Jet-A-Generatorsystem vorzubereiten. Dabei kommt ein Dreizylinder-Dieselmotor vom Typ [[Mercedes-Benz OM 660|OM660]] zum Einsatz, welcher im Mittelrumpf untergebracht wird. Neue Akkupacks sind so ausgelegt, dass die Kapazität für den batterie-elektrischen Start und Steigflug auf [[Flugfläche|FL]] 100 sowie 30 Minuten Flugreserve ausreicht. Im Streckenflug wird der Antrieb vom Generatorsystem mit Strom versorgt und bei Bedarf auch die Akkus wieder geladen. Ein Verbrauch kleiner 3 l/100 km (bei 160 km/h Reisegeschwindigkeit) wird angestrebt. Der externe Anbau-Range-Extender wird dann nicht mehr verwendet.

Wesentliches Merkmal der beiden Hybridauslegungen ist der batterie-elektrische Betrieb des Flugzeugs in Bodennähe, d. h., dass Start und Steigflug ohne Hybrid-Unterstützung und ausschließlich mit Batterieleistung möglich sind. Dadurch wird erreicht, dass die sehr geringe Schallemission des e-Genius im weiten Bereich um Flugplätze uneingeschränkt erhalten bleibt.

== Rekorde ==
Der e-Genius hält (Stand: Oktober 2018) in der Kategorie ''elektrische Motorflugzeuge mit MTOM zwischen 500 kg und 1000 kg'' folgende [[Fédération Aéronautique Internationale|FAI]]-Weltrekorde:
{| class="wikitable"
|-
! Art des Rekordes !! Wert !! Datum
|-
| Maximale Flughöhe || 6375 m<ref>[https://www.fai.org/record/klaus-ohlmann-ger-17257 Rekord Nr. 17257] Website der FAI. Abgerufen am 16. November 2017.</ref> || rowspan="2" | 19. Juli 2014
|-
| Maximale Flughöhe im Horizontalflug || 6350 m<ref>[https://www.fai.org/record/klaus-ohlmann-ger-17258 Rekord Nr. 17258] Website der FAI. Abgerufen am 16. November 2017.</ref>
|-
| Geschwindigkeit über 15 km || 239,29 km<ref>[https://www.fai.org/record/18312 Rekord Nr. 18312] Website der FAI. Abgerufen am 31. Oktober 2018.</ref> || rowspan="2" | 1. November 2017
|-
| Geschwindigkeit über 100 km || 221,86 km<ref>[https://www.fai.org/record/18310 Rekord Nr. 18310] Website der FAI. Abgerufen am 31. Oktober 2018.</ref>
|-
| Geschwindigkeit über 500 km || 93,03 km/h<ref>[https://www.fai.org/record/klaus-ohlmann-ger-17261 Rekord Nr. 17261] Website der FAI. Abgerufen am 16. November 2017.</ref> || rowspan="2" | 18. Juli 2014
|-
| Distanz über eine geschlossene Strecke || 502,7 km<ref>[https://www.fai.org/record/klaus-ohlmann-ger-17262 Rekord Nr. 17262] Website der FAI. Abgerufen am 16. November 2017.</ref>
|-
|Geschwindigkeit über geschlossene Strecke von 500 km
|207,65 km/h<ref>[https://www.fai.org/record/19689 Rekord Nr. 19689] Website der FAI. Abgerufen am 9. Oktober 2024.</ref>
|20. April 2022
|}

Alle diese Rekorde wurden von [[Klaus Ohlmann]] erflogen.

== Technische Daten ==
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
! Kenngröße
! Elektroflugzeug
! Mit externem Range-Extender
! Mit internem Range-Extender
|-
|style="text-align:left"| Besatzung ||colspan="3"| 1 + 1
|-
|style="text-align:left"| Länge ||colspan="3"| 8,10 m
|-
|style="text-align:left"| Spannweite ||colspan="3"| 16,86 m
|-
|style="text-align:left"| Höhe (ohne Propeller) ||colspan="3"| 2 m
|-
|style="text-align:left"| Flügelfläche ||colspan="3"| 14,3 m²
|-
|style="text-align:left"| Flügelstreckung ||colspan="3"| 21
|-
|style="text-align:left"| Gleitzahl || 34 bei 140 km/h || ca. 29 || 34
|-
|style="text-align:left"| Geringstes Sinken || 1,15 m/s bei 120 km/h || nicht vermessen || 1,15 m/s bei 120 km/h
|-
|style="text-align:left"| Nutzlast || bis 200 kg || bis 200 kg ||
|-
|style="text-align:left"| Leermasse || 735 kg || 740 kg{{FN|1}}/675 kg{{FN|2}} ||
|-
|style="text-align:left"| max. Startmasse || 915 kg || 950 kg{{FN|1}}/875 kg{{FN|2}} || 900 / 950 kg
|-
|style="text-align:left"| Batteriemasse || 280 kg || 210 kg || 145 kg
|-
|style="text-align:left"| Reisegeschwindigkeit || 140–200 km/h || 140–180 km/h || 140–200 km/h
|-
|style="text-align:left"| Höchstgeschwindigkeit || 270 km/h || 180 km/h || 270 km/h
|-
|style="text-align:left"| Steigleistung || 4,5 m/s bei MTOW || 4,0 m/s bei MTOW || 4,5 m/s bei MTOW
|-
|style="text-align:left"| Reichweite || > 400 km || 1000 km || > 1000 km
|-
|style="text-align:left"| Antrieb ||colspan="3"| Elektromotor mit 72 kW Maximalleistung, Zweiblatt-Propeller
|-
|style="text-align:left"| Range-Extender || || Benzin-Wankelmotor || Dieselmotor [[Mercedes-Benz OM 660|OM660]]
|}

{{FNBox|
{{FNZ|1|Anbau-Range-Extender montiert}}
{{FNZ|2|Anbau-Range-Extender nicht montiert}}
}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|E-Genius|e-Genius}}
* {{Internetquelle
| url= http://www.ifb.uni-stuttgart.de/egenius/index.html
| titel= Welcome to the website of e-Genius | autor=
| hrsg= Universität Stuttgart | werk= | datum= | archiv-url= | archiv-datum=
| zugriff=2017-01-31
| kommentar= Homepage des Projektes e-Genius beim IFB Stuttgart | offline= }}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="GFC">{{Internetquelle
|url = http://www.greenflightchallenger.com/rules
|titel = 2011 CAFE Green Flight Challenge Rules
|abruf = 2023-05-20
|offline = ja
|archiv-url = https://web.archive.org/web/20130910005600/http://www.greenflightchallenger.com/rules
|archiv-datum = 2013-09-10
|archiv-bot = 2023-12-15 11:27:02 InternetArchiveBot
}}</ref>
<ref name="2011-05-11">{{Internetquelle
| url= http://www.uni-stuttgart.de/hkom/presseservice/pressemitteilungen/2011/046_erstflug_e_genius.html
| titel= Erfolgreicher Erstflug von e-Genius
| titelerg= Flugerprobungsprogramm für Elektroflugzeug gestartet | autor=
| hrsg= Universität Stuttgart
| werk= Pressemitteilungen | datum=2011-05-30| archiv-url= | archiv-datum=
| abruf=2013-08-17| format= | zitat= […] hob am Mittwoch, 25. Mai 2011 um 17.58 Uhr am Werksflugplatz der Firma GROB AIRCRAFT AG in Mindelheim ab.
| offline=
}}
</ref>
<ref name="Bautagebuch">{{Internetquelle | url= http://www.tb-harms.de/projekte/e-genius/chronologischer-ablauf/ | titel= Bautagebuch | titelerg= Chronologischer Ablauf | autor= | hrsg= Technisches Büro Harms | werk= | datum= | archiv-url= https://web.archive.org/web/20150419154711/http://www.tb-harms.de/projekte/e-genius/chronologischer-ablauf/ | archiv-datum= 2015-04-19 | abruf= 2023-05-20 | format= | zitat= […] Oktober 2010, Fertigstellung der Rumpfform. Mit dem Bau des Mittelflügels wird begonnen. | offline= ja }}</ref>
<ref name="2011-06-15">{{Internetquelle
| url= http://www.kasaero.de/de/e-genius-news/17-341km-mit-dem-e-genius
| titel= 341 km mit dem e-Genius
| titelerg= Flugbericht | autor=
| hrsg= Kasaero | werk= | datum= | archiv-url= | archiv-datum=
| abruf=2015-07-09| format= | zitat= Dem erfolgreichen Flug vom Sonntag konnten wir heute noch einen draufsetzen… | offline=
}}
</ref>
<ref name="cafefoundation">{{Internetquelle
| url= http://cafefoundation.org/v2/gfc_main.php
| titel= The 2011 Green Flight Challenge
| titelerg= Sponsored By Google | autor=
| hrsg= CAFE Foundation | werk= | datum= | archiv-url= | archiv-datum=
| abruf=2015-07-09| format= | zitat= NASA prizes of $120,000 for Eric Raymond, leader of the 2nd Place Team e-Genius | offline=
}}
</ref>
<ref name="Blog20150708">{{Internetquelle
| url= https://idw-online.de/de/news634419
| titel= Erste Alpenüberquerung eines Batterieflugzeugs | autor= Andrea Mayer-Grenu
| hrsg= idw-online | werk= | datum=2015-07-08| archiv-url= | archiv-datum=
| abruf=2015-07-09| format= | zitat= Praxistauglichkeit von Elektroflugzeug mit Batteriespeicher demonstriert | offline=
}}
</ref>
<ref name="Blog2013-08-15">{{Internetquelle | url= http://idaflieg.wordpress.com/2013/08/15/mittwoch-14-08-2013-e-genius-fliegt-weltrekord/ | titel= Mittwoch, 14. August 2013: e-Genius fliegt Weltrekord | hrsg= [[Idaflieg|Interessengemeinschaft deutscher akademischer Fliegergruppen e.V.]] | werk= | datum= 2013-08-15 | archiv-url= https://web.archive.org/web/20161019083656/https://idaflieg.wordpress.com/2013/08/15/mittwoch-14-08-2013-e-genius-fliegt-weltrekord/ | archiv-datum= 2016-10-19 | abruf=2023-05-21| zitat= Der e-Genius ist allein mit der Energie der Akkus 400 km geflogen. Dies ist nach unserem Wissensstand ein Weltrekord. | offline= ja }}</ref>
<ref name="greenspeed">{{Internetquelle
|url = http://www.greenspeedcup.de/fileadmin/documents/results/2013/wt2/Gesamtwertung_2013WT2x_v2.pdf
|titel = Gesamtwertung GREEN SPEED CUP 2013
|autor =
|abruf = 2023-05-21
|format = PDF
|offline = ja
|archiv-url = https://web.archive.org/web/20220625231827/http://www.greenspeedcup.de/fileadmin/documents/results/2013/wt2/Gesamtwertung_2013WT2x_v2.pdf
|archiv-datum = 2022-06-25
|archiv-bot = 2023-12-15 11:27:02 InternetArchiveBot
}}</ref>
<ref name="stuttgarterzeitung">{{Internetquelle
| url= http://www.stuttgarter-zeitung.de/inhalt.elektroflugzeug-e-genius-motorsegler-stromern-durch-die-luft.ec6a7716-cd8e-4d5e-9e1a-7d58a353fecc.html
| titel= Motorsegler stromern durch die Luft | autor=Klaus Zintz
| hrsg=
| werk= Stuttgarter Zeitung| datum=2011-10-28| archiv-url= | archiv-datum=
| abruf=2017-07-23
| kommentar= | offline=
}}
</ref>

</references>

{{SORTIERUNG:Egenius}}
[[Kategorie:Einmotoriges Flugzeug mit Kolbenmotor]]
[[Kategorie:Erstflug 2011]]
[[Kategorie:Hybridelektroflugzeug]]

E-Genius - Versionsgeschichte

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