Von Jochen Pade

Angesichts der heutigen Möglichkeiten sind das doch Dampfmaschinen.“ Klaus Neufeldt vom Luftfahrtbundesamt in Braunschweig formuliert bewußt provokativ, worüber sich alle Experten einig sind: Kleine Propellerflugzeuge fliegen weit hinter der Technik her. Seit über vierzig Jahren konzentriert sich das Interesse der Entwicklungsingenieure auf turbinengetriebene Maschinen. Für die Sport- und Geschäftsflugzeuge mit ihren Kolbenmotoren sind meist nur Brosamen der Technik abgefallen.

Da ist es verständlich, wenn neue Ideen auf großes Interesse stoßen – so auch im Fall eines ungewöhnlichen Motors, den Michael Zoche aus München entwickelt hat. Der Diesel-Zweitakter soll auf dem Markt der Kleinflugzeuge bis 300 PS Motorenstärke die heute verwendeten Benzinmotoren ersetzen. Für seine Entwicklung wurde Zoche zu einem der Preisträger des mit 30 000 Mark dotierten Philip-Morris-Forschungspreises 1992 erkoren.

Der schmale 51jährige Erfinder, seit seinem 21. Lebensjahr selbständig, Inhaber eines Reinigungsunternehmens, ist technischer Autodidakt und hat im streng akademischen Sinn nie eine entsprechende Ausbildung erhalten. Er ist sozusagen Ingenieur aus Leidenschaft.

Und ist offenbar fähig, seine Ideen professionell umzusetzen. Zum Beispiel die, statt benzinfressender Maschinen einen effizienteren Antrieb zu entwickeln. Dieselmotoren gelten als die Wärmekraftmaschinen mit dem höchsten Wirkungsgrad. Sie gehen besonders sparsam mit ihrem Treibstoff um. Zoches Leitmotiv: „Eine Maschine mit höherem Wirkungsgrad verursacht einen geringeren Schadstoffausstoß. Damit ist sie die ökologisch bessere Lösung.“

Dieselmotoren sind Selbstzünder: Das Gasgemisch entzündet sich, wenn es komprimiert wird. Sie brauchen also keine elektrische Zündanlage und sind deshalb zuverlässiger als Ottomotoren. Außerdem ist der Brennstoff relativ gutmütig: Qualitätsschwankungen oder geringe Verunreinigungen mit Wasser bilden kein Sicherheitsproblem; im Vergleich zu Benzin ist Diesel alterungsbeständiger, problemloser zu lagern und schwerer entflammbar – bei Unfällen käme es mithin seltener zu Bränden.

Nicht zuletzt ließe sich mit einem Diesel auch ein Versorgungsproblem für Kleinflieger entschärfen: Das hochoktanige und hochverbleite Flugbenzin ist ein Sondersaft, der nach dem Aussterben der großen Propellermaschinen gegen Ende der Fünfziger recht rar geworden ist. Michael Zoche: „Mittlerweile gibt es auf einem Drittel der Flughäfen der Welt kein Benzin mehr; in Afrika beispielsweise müssen Sie sich selbst um Nachschub kümmern. Im Vergleich dazu ist die Versorgung mit Dieselkraftstoff weltweit nahezu problemlos.“ Den gibt es nämlich überall, wo Lkw fahren.

Trotz aller Argumente, die für den Diesel sprechen, hat sich der Benzinflugmotor monopolartig durchgesetzt. Im wesentlichen gibt es dafür nur einen, allerdings im Wortsinn schwerwiegenden Grund. Wegen des höheren Betriebsdrucks muß der Diesel nämlich stabiler gebaut sein als ein Benzinmotor, er ist also bei gleicher Leistung im allgemeinen deutlich schwerer. Und je schwerer das Antriebssystem (Motor, Nebenaggregate und Treibstoff), desto geringer müssen Zuladung, Reichweite oder Geschwindigkeit ausfallen.

Zoches Entwicklungsziel war damit vorgegeben: Gesucht war ein leichter, vibrationsarmer und, aus aerodynamischen Gründen, kleiner Dieselmotor (der auch das dieselähnliche Kerosin verbrennen kann). Um dieses Ziel zu erreichen, investierte Zoche in den letzten acht Jahren mehrere Millionen Mark und ungezählte Arbeitsstunden; er beschäftigte ein Team von fünf Fachleuten und hat einen eigenen Versuchsstand eingerichtet.

Entstanden ist der „Zoche-Diesel“, ein kompakter und luftgekühlter Zweitakter, dessen Kolben sternförmig angeordnet sind. Ein Zweitakter braucht keine Ventile – so lassen sich Gewicht und Ausfallwahrscheinlichkeit reduzieren. Die Art der Luftversorgung des Motors sorgt dafür, daß keine Schmierölanteile ins Abgas gelangen; die bläulich stinkenden Abgasfahnen, die von zweitaktigen Benzinern wie Rasenmähern oder Mopeds so unrühmlich bekannt sind, können deshalb gar nicht erst entstehen.

Der Sternmotor läßt sich ähnlich einfach wie ein Autoreifen auswuchten, und zwar – dank seiner Symmetrie – nahezu hundertprozentig; ein besonders vibrationsarmer Lauf ist die Folge. Bei einer Leistung von 300 PS (220 kW) wiegt der Motor knapp 118 Kilo, also etwa die Hälfte der gebräuchlichen Kolbenflugmotoren und nur ein Sechstel eines modernen Lkw-Diesels. Zoche ist sicher, daß mit seinem Diesel ausgerüstete Flugzeuge leiser als herkömmliche sind; der Brennstoffverbrauch soll rund dreißig Prozent niedriger als bei den üblichen Benzinflugmotoren liegen.

Wie elegant das Konstruktionsverfahren war, wie viele pfiffige Ideen und technische Feinheiten im Motor stecken (Pleuelanordnung, lageunabhängige Entölung et cetera), läßt sich in einem von Zoche verfaßten Artikel in der Zeitung für Flugwissenschaften und Weltraumforschung (Nr. 16/1992, S. 152-158) nachlesen. Hier nur ein Beispiel, nämlich die Starteranlage.

Dieselmotoren brauchen wegen der hohen Kompression besonders leistungsstarke Starter. Schwere Batterien würden aber den Gewichtsvorteil des Zoche-Diesels auffressen. Die – inzwischen patentierte – Lösung: der Druckluftstarter. Beim Start setzt die aus einem Behälter strömende Druckluft einen mechanischen Lader in Drehbewegung, der seinerseits den Motor antreibt. Diese Druckluftstartanlage wiegt nur einen Bruchteil der sonst benötigten Batterien. Der Druckluftbehälter wird während des Fluges aufgefüllt, kann aber auch mit jeder Preßluftquelle wieder beschickt werden.

Zur Zeit befindet sich der Zoche-Diesel im mehrstufigen Zulassungsverfahren des Luftfahrtbundesamtes, mit dessen Abschluß nicht vor 1994 gerechnet wird; so muß beispielsweise erst einmal Zoches Betrieb als Entwicklungsbetrieb anerkannt werden – nicht jeder kann daherkommen und einen Motor genehmigen lassen. Auf den Ausgang des Verfahrens ist auch die Konkurrenz gespannt. Friedrich Weibhoff von der Firma Limbach in Königswinter, dem größten Benzinflugmotoren-Hersteller in Deutschland: „Wenn sich etwas positiv entwickelt, können wir vom Erfahrungsschatz des Luftfahrtbundesamtes nur profitieren. Zoche hat phantastische Ideen eingebaut, aber sie müssen sich noch in der Praxis bewähren.“

Weibhoff hat allen Grund, gelassen zu reagieren. Tatsächlich sind auch nach dem Zulassungsverfahren noch einige Hürden zu nehmen. Nach einem Ondit der Motorenindustrie könne man jeden Tag einen Prototyp entwickeln, aber selbst marktbeherrschende Autohersteller schafften es höchstens alle zehn Jahre, etwas wirklich Neues auf den Markt zu bringen. Das Kernproblem sei, neben der Zustimmung der Verbraucher, die Entwicklung bis zur Serienreife. Friedrich Weibhoff: „Man braucht einen langen Atem, um bis zur Serie durchzuhalten.“

Und den haben oft nicht einmal etablierte Häuser. Beispiel Porsche: Die Firma begann 1980, einen neuen Benzinflugmotor zu entwickeln; 1985 wurde die Zulassung erteilt, 1990 die Produktion eingestellt. „Der Grund war ein spektakulärer und allen Prognosen widersprechender Rückgang der weltweiten Verkaufszahlen von Kleinflugzeugen, der das Vorhaben unwirtschaftlich machte“, erinnert sich Heinz Dorsch vom Entwicklungszentrum der Firma Porsche.

Dorsch ist skeptisch, ob sich der Zoche-Diesel durchsetzen wird. Neben einigen technischen Bedenken im Detail ist da noch das von anderen Fachleuten geteilte Argument, daß der Zoche-Diesel nicht ohne weiteres in die heutigen Flugzeuge passe: „Man muß sozusagen erst mal ein Flugzeug für diesen Motor erfinden.“ Zoche dagegen verweist auf das große Interesse, das von Seiten der Flugzeughersteller seiner Neuentwicklung entgegengebracht wird; insbesondere in den USA, wo mit 240 000 Stück fast zwei Drittel der weltweit rund 380 000 Kleinflugzeuge registriert sind.

Tatsächlich ist der potentielle Markt noch größer, denn es sind weitere Verwendungen denkbar: Jumbos besitzen beispielsweise ein Hilfsaggregat, das sich nach Ansicht von Fachleuten durch einen Zoche-Diesel ersetzen ließe. Und wie steht es mit dem Argument, gerade die Kleinflugzeuge seien besonders umweltbelastende Verkehrsmittel? Michael Zoche hält dagegen: „Rund ein Fünftel der Weltbevölkerung wohnt in Gebieten, die auch in absehbarer Zukunft nicht mit Straßen erschlossen werden können.“

Ob der Zoche-Diesel wirklich der „Flugmotor von morgen“ werden wird, wie der Projektbericht der Philip-Morris-Stiftung meint, muß sich noch zeigen. Das Potential dazu scheint er jedenfalls zu haben. Wer übrigens meint, der Münchner Erfinder sei ein begeisterter Flieger, liegt falsch. Michael Zoche besitzt kein Flugzeug und keinen Flugschein. Er fährt am liebsten mit dem Auto. Selbstverständlich einem Diesel.