Solvay und Vertical Aerospace verstärken Zusammenarbeit bei der eVTOL-Entwicklung

Solvay Composite Materials (Alpharetta, Georgia, USA) und der Hersteller von Urban-Air-Mobility-Flugzeugen Vertical Aerospace (VA, Bristol, UK) hatten im Februar eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit bei der Entwicklung und Fertigung des VA-1X, einem elektrischen Senkrechtstarter (eVTOL) von Vertical Aerospace, bekannt gegeben. Im Rahmen der Vereinbarung stellt Solvay Zugang zu seinem Portfolio an Verbundwerkstoffen bereit, darunter Harzsysteme, Prepregs und Klebstoffe. CW sprach kürzlich mit Vertretern von Solvay und Michael Cervenka, CEO von VA, um mehr über die Zusammenarbeit zu erfahren.

VA wurde 2016 von Stephen Fitzpatrick gegründet, der zuvor das Manor F1-Rennteam ins Leben gerufen hatte. Laut Cervenka verfolgt Fitzpatrick eine starke Nachhaltigkeitsvision und strebt die Dekarbonisierung des Luftverkehrs an. In den ersten drei Jahren seines Bestehens operierte VA im „Stealth-Modus“, entwickelte frühe eVTOL-Designs und testete mehrere Prototypen. 2020, so Cervenka, stellte VA offiziell den VA-1X vor: ein bemanntes, viersitziges, vollelektrisches Tiltrotor-Flugzeug mit einer Reichweite von 160 Kilometern (100 Meilen) und einer Reisegeschwindigkeit von 240 km/h (150 mph). Der erste flugfähige Prototyp des VA-1X wurde für September 2021 erwartet, der Markteintritt für 2024 geplant.

Cervenka erklärte, Solvay sei aufgrund des robusten Produktportfolios des Materiallieferanten, gemeinsamer Werte und der starken Präsenz im Vereinigten Königreich als Partner gewählt worden. Zudem suchte VA Unterstützung bei der Prozessentwicklung, insbesondere beim Hochlauf der Fertigungsrate. Weiterhin achte VA penibel auf das Gewichtsmanagement beim VA-1X; Solvay soll hierbei unterstützen.

Gérald Perrin, Programmdirektor Automotive bei Solvay, betonte, dass das künftige Fertigungstempo für den UAM-Markt im Allgemeinen und für VA im Besonderen eine Mischung aus bewährten, qualifizierten Luftfahrt-Materialien und Fertigungsprozessen erfordere, die den Anforderungen einer Hochvolumen-Umgebung gerecht werden. „Es ist wirklich eine Mischung aus Luftfahrt und Automobilindustrie“, so Perrin.

Sam Hill, EMEA Customer Engineering Manager bei Solvay, berichtete, dass Solvays MTM45-1 zähmodifiziertes Epoxid-Prepreg für den VA-1X eingesetzt werde, da es hoch und breit qualifiziert sei und Flexibilität für den Einsatz im oder außerhalb des Autoklaven biete. Weitere Materialtypen, die Solvay bereitstellen will, umfassen Werkzeug-Prepregs, Oberflächenmaterialien, Blitzschutzmaterialien und Klebstoffe. „Wir richten Solvays gesamtes Materialportfolio auf die Bedürfnisse dieses Programms aus. Wir werden auch Solvays Customer-Engineering-Support-Modell nutzen mit Zugang zu unseren hochmodernen Applikationszentren und Vor-Ort-technischem Support über unser Netzwerk von Engineering-Spezialisten“, sagte Hill. „Dies ist eine sehr wichtige Chance für das Unternehmen.“

Cervenka zufolge werden Prototyp-Strukturbauteile für den VA-1X von bereits identifizierten Zulieferern gefertigt, die Endmontage erfolgt durch VA. VA erwarte eine Produktion von etwa 100 Flugzeugen in der Niedrigserienfertigung, mit schnellem Hochlauf auf größere Stückzahlen – „schnell in die niedrigen Tausender“ – bei Volllast. Dann werde die Composite-Fertigung an einen Tier-1-Fertiger vergeben. Im Laufe der Zeit erwarten Cervenka und Hill, dass sich Material- und Prozessauswahl weiterentwickeln werden, um vermehrt Out-of-Autoclave-Optionen – wie Thermoplaste – und Automatisierung wie automatisierte Faserablage (AFP) zu integrieren. VA nutzt die 3DEXPERIENCE-Suite von Dassault Systèmes (Waltham, Massachusetts, USA) zur Optimierung des Design-Engineerings beim VA-1X.

Obwohl Cervenka philosophisch an den UAM-Markt herangeht und erkennt, dass VA noch viel lernen muss, weiß er auch, dass der VA-1X ein neuartiger Fluggerätetyp ist, der hohe Anforderungen an den OEM stellt: „Der VA-1X muss 100-mal sicherer sein als ein Hubschrauber, leiser als ein Hubschrauber, keinen Single Point of Failure haben, günstiger im Betrieb sein, geringere Wartungskosten aufweisen, signifikante Redundanzen besitzen und emissionsfrei sein. Das ist eine Herausforderung.“

Dennoch sei das Potenzial des UAM-Marktes zu groß, um es zu ignorieren: „Keiner von uns hat eine Kristallkugel, um zu sehen, wie groß dieser Markt sein wird und wie schnell. Unser Ziel ist es, unseren First-Mover-Vorteil zu nutzen und schnell mit einem hochkompetitiven, voll kommerziell tragfähigen Flugzeug auf den Markt zu kommen.“ VA plane, die Flugzertifizierung zunächst in Europa zu erlangen, gefolgt vom Markteintritt des VA-1X in Städten und Regionen, die „geografisch herausgefordert“ sind und daher vom Punkt-zu-Punkt-Ridesharing-Service profitieren, für den UAM-Flugzeuge konzipiert sind.

Sobald dieses Modell etabliert ist und – bei entsprechender öffentlicher Akzeptanz – erwarte Cervenka, dass der VA-1X in weiteren Großstädten mit schlechter oder überlasteter Straßeninfrastruktur eingesetzt wird. Bis 2030 würden „viele große Städte weltweit von großen UAM-Flotten bedient“. Wie bei anderen neuen Technologien würden UAM-Flugzeuge zunächst einen Premium-Service bieten, aber im nächsten Jahrzehnt demokratisiert und für mehr Menschen erschwinglich werden. VAs Kostenziel für den VA-1X und seine Nachfolger liege unter 3,00 US-Dollar pro Passagiermeile.

Abschließend gibt es eine Technologie beim VA-1X, die das Unternehmen streng geheim hält: die Batterien. „Es gibt kein Off-the-Shelf-Batteriesystem für diese Anwendung“, merkt Cervenka an. „Es ist sehr wichtig, dass wir diese Arbeit selbst durchführen.“ Daher werden Batterieentwicklung und -fertigung für den VA-1X auf absehbare Zeit vollständig vertikal integriert. „Wir sehen keine bahnbrechenden Batterien, die diesen Markt disruptieren“, so seine Einschätzung. „Die Entwicklung wird hochgradig inkrementell verlaufen.“