Einführung eVTOL
Multicopter-Abfertigungshalle VOLOPORT in Singapur
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Volocopter GmbH [Media Hub])
Management Summary
Auch in der Flugzeug-Industrie findet eine Elektrorevolution statt. Rasante Fortschritte bei Energiedichte und Produktionskosten von Lithium-Ionen-Zellen ermöglichen eine neue Kategorie von Fluggeräten, die senkrecht starten und landen können. Diese sogenannten eVTOL (electrical Vertical Takeoff and Landing) benötigen keine aufwendige Infrastruktur und sind ein Enabler für ein neues Marktsegment in der Luftfahrt, das von der NASA als Advanced Air Mobility (AAM) bezeichnet wird [1].
Die wesentlichen AAM-Merkmale sind:
- Nachhaltiger Luftverkehr in geringer Höhe (bis ca. 3000m) und auf kurzer Strecke (bis ca. 800 km)
- Transport von Personen und Gütern sowie der Arbeitseinsatz in der Luft
- eVTOL ohne Tragflächen haben typischerweise eine Kapazität von 1-2 Personen und werden als Multicopter bezeichnet.
- eVTOL mit Tragflächen sind für 1-6 Personen ausgelegt und damit in der Regel größer als Multicopter.
Beide Konstruktionsarten haben spezifische Vor- und Nachteile:
- Multicopter sind extrem agil und können prinzipiell in alle Richtungen mit hoher Geschwindigkeit fliegen.
- Tragflächen-eVTOL sind nicht so agil, haben dafür aber eine wesentlich höhere Reichweite.
Auch bei den Geschäftsmodellen lassen sich 2 Klassen identifizieren:
- Die meisten Neugründungen konzentrieren sich auf die kommerzielle Luftfahrt, d.h. sie produzieren Fluggeräte, die sie an Fluggesellschaften wie United Airlines oder Lufthansa verkaufen wollen (B2B).
- Die übrigen Start-ups fokussieren sich auf den privaten Luftfahrt, d.h. sie hoffen auf Privatpiloten als Kunden (B2C).
Der deutsche AAM-Pionier Volocpter zählt zu den wenigen Produzenten, die beide Segmente adressieren.
Zwischen Konstruktionsart und Geschäftsmodell gibt es eine gewisse Korrelation: Die größeren Tragflächen-Senkrechtstarter werden überwiegend für die kommerzielle Luftfahrt und die kleineren Multicopter für Privatkunden entwickelt.
Aber auch hier gilt: Ausnahmen bestätigen die Regel.
eVTOL ohne Tragflächen (Multicopter)
Senkrechtstarter ohne Tragflächen werden auch als Multicopter bezeichnet und sind wie vergrößerte Spielzeugdrohnen konstruiert. Senkrecht stehende Propeller sorgen sowohl für Auftrieb („Fluggerät fällt nicht runter“) als auch für Vortrieb („Fluggerät bewegt sich vorwärts“).
Abb. 1 – Erstflug Volocopter-Prototyp in 2011
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Volocopter GmbH [Media Hub])
Abb. 2 – Volocity von Volocopter
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Volocopter GmbH [Media Hub])
Bereits 2011 fand der erste bemannte Multicopter-Flug mit einem Protoypen der deutschen Firma Volocopter statt, unter den Multicopter-Start-ups ist Volocopter damit der Pionier. Das damalige Flugmodell wurde aus Komponenten für Spielzeugdrohnen aufgebaut, was in Abb. 1 deutlich zu erkennen ist.
In vielen Iterationsschritten wurde aus dem Prototypen der heutige, 2-sitzige Multicopter Volocity entwickelt (Abb. 2).
Der Volocity hat bereits eine sehr hohe Anzahl an bemannten Testflügen in verschiedenen Ländern absolviert. Der erste kommerzielle Einsatz war ursprünglich für 2024 bei der Olympiade in Paris geplant, dieser Termin konnte aber nicht gehalten werden.
Abb. 3 – Ehang-Testflug in Spanien
Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Guangzhou EHang Intelligent Technology Co. Ltd. [Homepage])
Abb. 4 – Jetson ONE von Jetson Aero
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Jetson AB [Homepage])
Auch in Asien und anderen Ländern Europas wurden Multicopter-Start-ups gegründet.
In China entwickelt die Firma Ehang einen flügellosen Senkrechtstarter mit einem dem Velocity vergleichbaren Leistungsdaten. Ehang konnte bereits eine Vielzahl von Testflügen durchführen, unter anderem auch in Spanien (Abb. 3). Ähnlich wie Volocopter adressiert Ehang mit seinem Multicopter den kommerziellen Luftverkehr.
Das US-Start-up Jetson Aero ist ein Beispiel für ein Start-up, das sich auf den privaten Luftverkehr fokussiert. Das ursprünglich in Schweden gegründete Unternehmen ist eines der ersten Unternehem, die bereits Umsatz im AAM-Segment generieren. Jetson verkauft seinen 1-sitzigen Senkrechtstarter (Abb. 4) bereist seit 2021 an Privatkunden, die erste Auslieferung erfolgte 2025.
In diesem faszinierenden Video sehen Sie den Jetson One im Flug.
Viele weitere Multicopter-Start-ups wurden weltweit gegründet, eine vollständige Übersicht finden Sie auf unserer Seite eVTOL-Start-ups für Multicopter.
eVTOL mit Tragflächen
Senkrechtstarter mit Tragflächen erhalten ihren Auftrieb beim Überlandflug durch die Auftriebskräfte an den Flügeln. Für den Start und die Landung benötigen sie aber auch wie die Multicopter vertikale Propeller.
Abb. 5 – Senkrechtstarter Boeing B-22 Osprey
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of The Boeing Company [Gallery])
Abb. 6 – Tragflächen-eVTOL von Joby Aviation
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Joby Aviation. (c) [Media Kit])
Der Pionier unter den Tragflächen-Senkrechtstarter mit Propellerantrieb ist die B-22 Osprey (Abb. 5), diese verfügt über 2 große Rotoren mit über 11 m Durchmesser, die jeweils von einer Turbine angetrieben werden. Für den senkrechten Start stehen die Propeller in einer vertikalen Position, für den Vorwärtsflug werden diese nach vorne geklappt.
Die B-22 Osprey wurde in einem Gemeinschaftsprojekt von den US-Firmen Bell und Boeing entwickelt und vereinigt die Senkrechtstart-Eigenschaften eines Hubschraubers mit einer großen Reichweite eines konventionellen Flugzeugs. Allerdings ist die B-22 kein elektrischer Senkrechtstarter, da die beiden Turbinen mit Kerosin angetrieben werden.
Das US-amerikanische Start-up Joby hat das Grundprinzip der Klapp-Propeller von der B-22 übernommen und damit einen elektrischen Tragflächen-Senkrechtstarter mit 6 Propellern entwickelt (Abb. 6). Mit seinen Protoypen hat Joby bereits eine Vielzahl an Testflügen absolviert.
Abb. 7 – Beta-Modell mit 4 Vertikal- und 1 Schub-Propeller
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Beta Technologies Inc.. [Media Kit])
Abb. 8 – Archer-Modell mit 6 Vertikal- und 6 Klapp-Propeller
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy Archer Aviation Inc. [Media Kit])
Da Elektromotoren viel leichter und preiswerter als kerosin-betriebene Turbinen sind, können in einem eVTOL sehr viele Propeller verbaut werden.
Damit lassen sich elektrische Senkrechtstarter auch ohne Klapp-Propeller konstruieren, wie in Abb. 7 zu erkennen ist, wie an dem Modell von Beta Technologies zu erkennen ist. Das eVTOL von Beta verfügt über 4 vertikale Propeller für den senkrechten Start und und einen Schub-Propeller im Heck für den Vortrieb. Während des Überlandflugs werden die Vertikalpropeller in einer stromgünstigen Position gefahren und deaktiviert.
Auch eine Kombination von Klapp- und Vertikalpropellern ist möglich, wie in Abb. 8 beim Senkrechtstarter von Archer Aviation zu sehen ist.
Dieses Modell verfügt über 6 Vertikal-Propeller an der hinteren und 6 Klapp-Propeller an der vorderen Flügelkante. Zum senkrechten Start werden alle 12 Propeller genutzt, für den Vorwärtsflug werden die 6 Klapp-Propeller in eine horizontale Position gefahren und die 6 Vertikal-Propeller deaktiviert.
Abb. 9 – Lilium Jet mit 30 elektrischen Düsentriebwerken
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Lilium GmbH [Media Kit])
Abb. 10 – Modell von AIR mit nach vorne geneigten Vertikalpropellern
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of AIR VEV Ltd. [Press Kit])
Mit 30 Propellern hatte der Lilium Jet der mittlerweile insolventen deutschen Lilium AG die höchste Propellanzahl. Dieses waren ummantelt, Lilium bezeichnete diese auch ale elektrische Düsentriebwerke (Abb. 9). Für den Senkrechtstart sollten die Düsen in eine vertikale Position geklappt werden.
Das US–Start-up Air gehört zu den Firmen, die Tragflächen-Senkrechtstarter für Privatkunden entwickeln. Das Modell verfügt in Summe über 8 Propeller, die in vertikaler Position mit leichter Neigung in Flugrichtung an einer vorderen und einer hintern Gondel fixiert sind (Abb. 10).
Viele weitere Start-ups für Tragflächen-Senkrechtstarter wurden weltweit gegründet, eine vollständige Übersicht finden Sie auf unserer Seite eVTOL-Start-ups für Tragflächen-Senkrechtstarter.
eVTOLs - Kommerzielle Luftfahrt
Im kommerziellen Luftverkehr werden die Senkrechtstarter zu Beginn Flugstrecken von bis zu 200 km abdecken, die mangels Infrastruktur, Kosten oder Geräuschkulisse nicht von konventionellen Flugzeugen oder Hubschraubern beflogen werden können.
Abb. 11 – Volocity über Paris
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Volocopter GmbH [Media Hub])
Abb. 12 – Abfertigungsgebäude in Pontoise-Cormeilles bei Paris
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Volocopter GmbH [Media Hub])
Häufig werden Events mit hoher Medienpräsenz für die ersten Demonstrationsflüge genutzt:
- Bei der Expo 2025 unternahm Skydrive Demonstrationsflüge mit seinem 3-sitzigen Multocpoter.
- Archer Aviation plant die ersten kommerziellen Flüge mit seinen Tragflächen-eVTOLs für die Olympischen Spiele 2028 in in Los Angeles.
Auch die deutsche Firma Volocopter wollte ursprünglich 2024 die Olympiade in Paris als Medienevent nutzen und einen eVTOL-basierten Lufttransport anbieten (Abb. 11). Auch die dazu benötigte Bodeninfrastruktur wie zum Beispiel Abfertigungsgebäude wurden bereits eingerichtet (Abb. 12). Leider konnte der Termin u.a. aufgrund fehlender Typ-Zulassungen nicht gehalten werden.
Viele eVTOL-Start-ups nennen als primären Use-Case den Passagiertransport vom Stadtzentrum zum Flughafen; also Strecken, die typischerweise mit dem Pkw oder öffentlichen Verkehrsmitteln in 1-2 Stunden zurückgelegt werden.
Durch den Einsatz von eVTOLs soll sich die Transferzeit auf nur 10–20 Minuten verkürzen. Entsprechende eVTOL-basierte Passagierverbindungen sind in den kommenden Jahren in den USA, Asien und Europa zu erwarten.
Auch Ballungszentren mit hoher Verkehrsdichte sowie ländliche Räumen mit einer für den Straßenverkehr ungünstigen Topografie bieten großes Potenzial für das AAM-Segment. Beispiele hierfür sind:
- das Silicon Valley mit seinen stark frequentierten Highways und den als Nadelöhr wirkenden Brückenverbindungen ins Umland, sowie
- Norwegen mit seiner von Inseln und Fjorden geprägten Landschaft.
- Sight-Seeing-Flüge durch den Gran Canyon oder an Wasserfällen wie Niagara und Igazu (Amerika) oder Victoria (Afrika).
- Rundflüge bei einer Safari wie zum Beispiel in der Serengeti; die leisen eVTOLs sind für die Tierwelt im Vergleich zu konventionellen Flugzeugen deutlich weniger invasiv.
Der Weg vom fliegenden Prototyp zum Einsatz ist in der kommerziellen Luftfahrt komplex, zeit- und kostenaufwendig. Die Luftfahrzeuge müssen einen umfangreichen Zulassungsprozess durchlaufen. Die eVTOL-Hersteller, die die kommerzielle Luftfahrt adressieren, werden erst gegen Ende des Jahrzehnts mit dem Verkauf ihrer Produkte beginnen und damit die ersten Einnahmen generieren können.
Bis dahin benötigen die Firmen eine solide Finanzierung, um die hohen Aufwände für Entwicklung, Produktion und Zulassung stemmen zu können. Nicht alle Neugründungen werden bis dahin überleben:
- Kitty Hawk, 2010 immerhin von Google-Gründer Larry Page gestartet, stellte die Entwicklung 2022 ein. Das Geschäftsmodell sah einen ferngesteuerten Taxi-Flugbetrieb mit einem einsitzigen Fluggerät vor – ein wirtschaftlich schwer skalierbares Konzept.
- Gleichzeitig beginnt sich der Markt zu konsolidieren. Archer Aviation vereinbarte im August 2026 die Übernahme von Wisk Aero von Boeing.
Auch für die deutschen AAM-Pioniere Lilium und Volocopter hatten die hohen Finanzierungsbedarfe einschneidenden Konsequenzen:
- Lilium meldete im Oktober 2024 Insolvenz an. Ein zunächst geplanter Neustart scheiterte an der Finanzierung; im Februar 2025 stellte auch diese Insolvenzantrag, die Patente und Schutzrechte wurden von Archer Aviation übernommen.
- Nach dem Insolvenzantrag Ende 2024 wurde Volocopter im März 2025 von der österreichischen Diamond Aircraft übernommen und anschließend als Schwestergesellschaft von Diamond in die chinesischen Wanfeng Auto Holding integriert. Entwicklung und Firmensitz von Volocopter bleiben aber in Bruchsal.
eVTOLs - Private Luftfahrt
In vielen Ländern sind die Zulassungsvorschriften für den privaten Luftverkehr wesentlich einfacher gestaltet als für den gewerblichen Luftverkehr; von dieser Situation profitieren auch einige eVTOL-Start-ups.
In den USA benötigen einsitzige Fluggeräte gar keine Zulassung, wenn die Nutzlast unter 113 kg (250 lb) und Höchstgeschwindigkeit unter 102 km/h (60 mph) liegt. Fluggeräte dieser Kategorie werden von der US-Luftfahrtbehörde FAA als Ultra-Light-Vehicles (ULV) klassifiziert [2].
Abb. 13 – Multicopter Jetson ONE von Jetson Aero
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Jetson AB [Homepage])
Filmrequisite X34 Landspeeder (Star Wars, 1977)
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Eden, Janine and Jim / Wikimedia Commons, CC BY 2.0, cropped)
Der von der US-Firma Jetson Aero entwickelte einsitzige Multicopter Jetson ONE (Abb. 13) fällt unter die ULV-Kriterien und wird bereits seit 2021 an Privatkunden verkauft, die erste Auslieferung erfolgte bereits 2025. Unter den Start-ups, die auf den privaten Luftverkehr setzen, ist Jetson damit weltweit führend.
Das Video von dem über eine Dünenlandschaft fliegenden Jetson ONE hat uns in der Redaktion sehr fasziniert. Es erinnert an Luke Skywalker, der im X34 Landspeeder im über die Wüste gleitet (Abb. 14).
Abb. 15 – Multicopter von Ryse Aero
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of Ryse Aero Technologies, LCC [Homepage])
Abb. 16 – LIFT-Multicopter HEXA
(Mit freundlicher Genehmigung/Courtesy of LIFT Aircraft Inc. [Homepage])
Auch die beiden US-Start-ups LIFT Aircraft und Ryse Aero entwickeln Multicopter nach der FAA Ultra-Light-Vehicles-Spezifikation:
- LIFT Aircraft setzt auch auf Freizeitflieger, möchte seinen Multicopter (Abb. 16) aber vermieten und nicht verkaufen. Auf der Homepage können bereits Flug-Reservierungen in verschiedenen Gegenden der USA vorgenommen werden.
- Ryse Aero wurde in Ohio gegründet, einem ländlich geprägten Gebiet der USA mit sehr großen Farmen. Dementsprechend vermarktet Ryse seinen Senkrechtstarter (Abb. 15) als Arbeitsgerät für Farmer. Der Multicopter soll beim Zusammentreiben von Rindern, der Inspektion von Zäunen oder dem Wachstumscheck von Pflanzen helfen. Allerdings gibt es hunderter Testflüge und ambitionierter Produktionspläne gibt es keinen Nachweis für den Beginn der Serienproduktion oder reguläre Kundenauslieferungen. Die Unternehmenswebsite ist nicht mehr erreichbar; der aktuelle Unternehmensstatus ist daher unklar.
Quellen:
[2] https://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/AC_103-7.pdf