Ion wind propulsion system for aircraft, part 2

The rapidly growing aviation sector worldwide is facing several global trends that are reflected in national strategies with opportunities and potential for future developments. Key factors here are the increase in air traffic, the desire for independence from oil and increasing environmental awareness in the form of clearly defined climate protection targets to reduce CO2 emissions, with aviation currently causing 2.7% of man-made CO2 emissions worldwide according to the International Energy Agency. Oil-based fuel costs now account for around 50% of the operating costs of wide-body aircraft and are continuing to rise according to long-term forecasts. Rising environmental awareness is leading to strict political requirements and tighter regulations for aircraft operations internationally, with the current focus on increasing fuel efficiency by 1.5% per year, carbon-neutral traffic growth from 2020 and reducing pollutant emissions by 50% by 2050. The solution to the challenges mentioned will not only lie in the use of biofuels and more efficient aircraft, but must be supplemented with corresponding innovations in the field of electrically powered aircraft (e-aircraft). The necessary progress on the way to green flying is already clearly visible in the field of batteries and e-aircraft engines for e-aircraft. The ion wind drive addressed in the exploratory project "IonAs 2" is of promising importance in this context, as it is an emission-free (no pollutant or noise emissions) drive for aircraft that does not require any moving parts and can also be powered by electricity from renewable energy sources.
The goals and innovations of the "IonAs 2" project lie in several subject areas. The environmentally friendly and innovative ion wind drive is to be analyzed and experimentally investigated as a 3D application for aircraft. The optimal multi-stage electrode configuration is to be identified with the help of simulation. With regard to the production of an aerodynamically shaped collector electrode as a mechanically supporting element of the aircraft cell, the aim is to develop a structure that has sufficiently high strength with as little weight as possible. The high complexity of such a structure is advantageously counteracted by the methodology of additive manufacturing. The project results will be used to explore the usefulness of developing an aircraft with ion wind propulsion using the example of a VTOL UAV.
The industrial cooperation partners of a future R&D&I project for the development of an environmentally friendly aircraft with an ion wind propulsion will be able to draw clear conclusions from the exploratory results and the roadmap created in the project. In the event of positive exploratory results, in a first step, the Austrian UAV manufacturers, test infrastructure providers and new start-ups in particular can directly or indirectly exploit the project results of "IonAs 2" and generate a technical and economic advantage over their international market competitors.

[Original text]
"Ionenwind-Antriebssystem für Fluggeräte, Teil 2"
Der weltweit stark wachsende Luftfahrtsektor steht mehreren globalen Trends gegenüber, die sich in nationalen Strategien mit Chancen und Potentialen für künftige Entwicklungen abbilden. Wesentliche Faktoren dabei sind die Zunahme des Luftverkehrs, der Drang nach Unabhängigkeit vom Erdöl und das steigende Umweltbewusstsein in Form von klar definierten Klimaschutzzielen zur Reduktion des CO2-Ausstoßes, wobei die Luftfahrt laut der Internationalen Energieagentur derzeit weltweit 2,7 % des von Menschen erzeugten CO2-Ausstoßes verursacht. Die auf Öl basierenden Treibstoffkosten stellen mittlerweile einen Anteil von rund 50 % an den Betriebskosten von Großraumflugzeugen dar und sind laut Langzeitprognosen weiter steigend. Das ansteigende Umweltbewusstsein führt international zu strengen politischen Auflagen und verschärften Regularien für den Betrieb von Flugzeugen, wobei derzeit eine Steigerung der Treibstoffeffizienz um 1,5 %/Jahr, ein kohlenstoffneutrales Verkehrswachstum ab 2020 und eine Reduktion der Schadstoffemissionen um 50 % bis 2050 im Vordergrund stehen. Die Lösung der genannten Herausforderungen wird nicht nur in der Anwendung von Bio-Treibstoffen und effizienteren Flugzeugen liegen, sondern muss mit entsprechenden Innovationen im Bereich der elektrisch angetriebenen Flugzeuge (E-Flugzeuge) ergänzt werden. Die notwendigen Fortschritte auf dem Weg zum grünen Fliegen sind bei E-Flugzeugen im Bereich der Batterien und E-Flugzeugmotoren bereits deutlich sichtbar. Dem im Sondierungsprojekt „IonAs 2“ adressierten Ionenwind-Antrieb kommt in diesem Zusammenhang eine vielversprechende Bedeutung zu, da es sich um einen emissionsfreien (keine Schadstoff- und Lärmemissionen) und ohne bewegliche Teile auskommenden Antrieb für Fluggeräte handelt, der zudem mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen betrieben werden kann.
Die Ziele und Innovationen des Projekts „IonAs 2“ liegen in mehreren Themenbereichen. Der umweltfreundliche und innovative Ionenwind-Antrieb soll als 3D-Anwendung für Fluggeräte analysiert und experimentell untersucht werden. Dabei soll eine optimale multistufige Elektrodenkonfiguration simulationsunterstützt identifiziert werden. Hinsichtlich der Fertigung einer aerodynamisch geformten Kollektorelektrode als mechanisch tragendes Element der Fluggerätezelle ist das Ziel die Entwicklung einer Struktur, die eine ausreichend hohe Festigkeit bei möglichst geringem Gewicht aufweist. Der hohen Komplexität einer solchen Struktur wird durch die Methodik der additiven Fertigung vorteilhaft begegnet. Anhand der Projektergebnisse soll die Sinnhaftigkeit einer Entwicklung eines Fluggerätes mit Ionenwind-Antrieb am Beispiel eines VTOL UAV ausgelotet werden. 
Die industriellen Kooperationspartner eines zukünftigen F&E&I-Projekts für die Entwicklung eines umweltfreundlichen Fluggeräts mit einem Ionenwind-Antrieb werden aus den Sondierungsergebnissen und der im Projekt erstellten Roadmap eindeutige Rückschlüsse ziehen können. Im Fall von positiven Sondierungsergebnissen können in einem ersten Schritt insbesondere die österreichischen UAV-Hersteller, Anbieter von Testinfrastrukturen und neue Start-Ups die Projektergebnisse von „IonAs 2“ direkt oder indirekt verwerten und daraus einen technischen und wirtschaftlichen Vorteil gegenüber den internationalen Marktbegleitern generieren.