Zerotracer vs. Hayabusa

Es scheint sich mal wieder zu bewahrheiten: Viele bedeutende Quantensprünge in der Entwicklung der Mobilität von morgen gehen zurzeit von Unternehmen aus, die heute die wenigsten kennen.

In der Halle eines unscheinbaren Industriegebäudes wartet ein 183 PS starkes Elektromotorrad auf seinen Einsatz. Designwerk, ein kleiner Betrieb am Rande Winterthurs, zeigt, welches Potenzial bereits heute im Elektromotorrad steckt. Die vierköpfige Entwicklungsabteilung traut sich was – will es mit ihrer Konstruktion sogar den schnellsten Benzin-Bikes zeigen: Designwerk fordert die TÖFF-Redaktion zum Duell.

Die Wahl der Waffen
E-Motorrad kontra Superbike – sie haben es so gewollt: Für diese Ehrenstreitigkeit zieht die Redaktion ein «Samuraischwert auf Rädern»: die Hayabusa. Und der avantgardistische E-Töff muss auf der tempolimitfreien deutschen Autobahn zeigen, was er in Sachen Speed und Reichweite wirklich draufhat. Beide Maschinen sollen mit exakt derselben Geschwindigkeit eine 300-Kilometer-Strecke bewältigen.

Für TÖFF soll es also ein Kronjuwel konventioneller japanischer Motorradbaukunst rich­ten. Suzukis Vierzylinder dürfte ein echter Angstgegner für die Winterthurer Elektro-Avantgardisten sein, so das Kalkül, denn die obligatorischen Fragen nach Leistung und Höchstgeschwindigkeit erübrigen sich fast beim Hochgeschwindigkeitsgeschoss mit dem Falkengesicht: 197 PS, 300 km/h – dieses Motorrad vermag noch immer ein wahres Speed-Feuerwerk zu zünden.

Die Designwerker dagegen betreten bei der Antriebstechnik Neuland. Das Herz des Zerotracers schlägt in Form eines 183 PS starken Brusa-Elektromotors, der mit einer Energieeffizienz von 97 Prozent eindrucksvoll überzeugt. Mit der Rekuperation beim Bremsvorgang können mit dem Asynchronmotor sogar bis zu 30 Prozent der Energie wiedergewonnen werden, womit die Reichweite besonders im Stop-and-go-Verkehr entscheidend ausgedehnt werden kann.

Mit Strom und Stromlinie auf Speed
Völlig von der Karosse eingehüllt, die Hände locker auf einem Motorradlenker ruhend, der Pilot tief unten in einem Schalensitz, der Beifahrer flugzeuggleich dahinter? Eine Karosserie ums Motorrad ist eigentlich kein Novum: Die aerodynamische Tropfenform ist schon lange ein wichtiges Konstruktionsmerkmal im Motorradbau, eines, das viele Weltrekorde erst möglich machte: 1956 beispielsweise knackte die NSU Delphin III auf den Bonneville Salt Flats in Utah erstmals die 300-km/h-Marke. Der Streamliner sah aus wie ein Fisch mit zwei Rädern und erreichte damals mit nur 500 ccm und schlappen 110 PS satte 339 km/h. 54 Jahre später möchten die Designwerker das Streamliner-Konzept nützen, um das sensationelle Potenzial der noch in den Kinderschuhen steckenden Elektromobilität auf zwei Rädern aufzuzeigen.

Tobias Wülser, der Teamchef von Designwerk: «183 PS und 280 Nm Drehmoment in Verbindung mit dem traumhaften cw-Wert eines geschlossenen Kabinenmotorrades sowie Energierückgewinnung beim Bremsen erlauben Höchstgeschwindigkeiten von mindestens 250 km/h und einen Aktionsradius bis zu 300 km.» Auch die nächste Prognose der Designwerk-Pioniere klingt schier unglaublich: «Und wenn die gesamte Fahrzeugindustrie noch so von famosen Reichweiten ihrer zukünftigen Elektroautos fabuliert: Ein Elektromotorrad vom Schlage eines Zerotracers wird immer bis zu drei ­Mal weiterkommen als jedes Auto mit der gleichen Batterieladung.»

Tobias rechnet vor: «Der Durchschnittsverbrauch im alltäglichen Strasseneinsatz entspricht bei unserem zweirädrigen PS-Boliden umgerechnet einem Benzinäquivalent von unter einem Liter auf 100 km. Für konstante 80 km/h benötigt der Zerotracer gerade mal 5,44 PS – das sind 4 KW. Damit ist für uns bereits mit der heutigen Akkutechnologie eine theoretische Reichweite von bis zu 450 Kilometern machbar – der geringe Luftwiderstand des Zerotracers ­macht’s möglich.»

Aber auch der benzingetriebene Falke glänzt in puncto Aerodynamik mit Bestwerten. Die Suzuki hat sich beim Schlagabtausch im Ruag-Windkanal überraschend als ernstzunehmender Gegner für die Winterthurer Stromlinienfetischisten entpuppt.

Die Stunde der Wahrheit
Deutschland A 98, Singen–Stockach: Schweiz gegen Japan, Elektroantrieb gegen Ottomotor; 183 PS gegen 150 PS Literleistung und 155 Nm Drehmoment aus satten 1300 ccm Hubraum – der Ottomotor in Vollendung. Wenn es gilt, über die Autobahn zu brennen, ist die Suzuki Hayabusa unschlagbar. Sechsmal die Gänge durchladen, und schon katapultiert sie ihren Piloten auf Tempo 300.

Beim Zerotracer mit seiner futuristisch anmutenden Form scheint alles anders: von null auf 250 mit einer Bewegung am Handgelenk? Kupplung? Braucht’s nicht. Gangschaltung? Unnötig. Leerlauf suchen und Motor anlassen? Von vorgestern. Stattdessen 280 Nm Drehmoment ab Drehzahl null! Der Abzug ­des immerhin 640 Kilogramm schweren ­Strassenzeppelins wirkt durch den nahezu lautlosen Vortrieb ziemlich skurril. Während des Beschleunigungsduells auf dem Flughafen Buochs konnten wir vorab Klarheit darüber schaffen, welcher der so ungleichen Gegner wen abledert. Mit völlig linearem Vorschub stürmt der Zerotracer vom Lift-off bis zum elektronisch ausgelösten Brennschluss bei 250 km/h vorwärts. Auf der Landebahn war übrigens neben der Hayabusa auch ein Ferarri Testarossa mit von der Partie.

Damit der Wiedereintritt in gutbürgerliche Tempi wieder gelingt, zählt der Zerotracer auf die Fahrwerkselemente der Triumph Rocket: Bremsen, Räder, Gabel, Kardan wurden dem britischen Boliden entliehen. Tobias: «Der stabile Kardan der Rocket gab den Ausschlag: Schliesslich muss die Serienkonstruktion mit gewaltigen oszillierenden Leistungsspitzen eines 2.3-Liter-Dreizylinders fertig werden.

Swiss made sind dagegen das Chassis des Streamliners aus Kevlar-Verbundwerkstoff, die Getriebeteile und das Antriebssystem: Als Technologiepartner lieferten Oerlikon Mechatronics und Oerlikon Graziano den Elektromotor, die Zahnräder und vieles mehr. Auch ein Sponsor aus der Motorradszene hat sich engagiert: die Hostettler AG in Sursee.

Ein elektrisierendes Erlebnis
Welche Power der Brusa-Motor des Streamliners abdrückt, zeigt sich eindrucksvoll gleich zu Beginn der Vergleichsfahrt, nach Friedrichshafen. Bei den üblichen Durchzugstests im letzten Gang von 80 auf 120 km/h hat die gewiss nicht gerade schwächliche Hayabusa keine Chance. Der 197 PS starke Verbrennungsmotor kann seine Überlegenheit nur ausspielen, ­wenn er im optimalen Drehzahlbereich arbeitet.

­ Endlich ist es so weit. Die Autobahn ist leer, die Tachonadel der Hayabusa passiert gerade die 210-km/h-Marke. Plötzlich stagniert der Vorwärtsdrang des Zerotracers. Der Grund ist nicht etwa ein leerer Akku oder ein «Kurzer in der Hose». Das Experimentalfahrzeug hat mit schnöden Fahrwerksproblemen zu kämpfen.

Tobias: «Die Federelemente sind noch nicht optimal auf das Gewicht des Zerotracers justiert, und beim Luftdruck der Pneus müssen wir noch probieren.» Aus Sicherheitsgründen ist erst mal Schluss mit noch mehr Speed.

Dennoch ist diese kurze Autobahnjagd ein bahnbrechendes Ereignis. Der Zerotracer ist keiner dieser Elektrotöff, die für Menschen gebaut wurden, die Motorräder eigentlich gar nicht mögen, und die in der Szene allenfalls als motorisierte Krankenfahrstühle durchgehen. Auch im weiteren Verlauf der Bundesstrasse 31 ab Stockach-Ost entpuppt sich das Zukunftsfahrzeug als elektrisierendes Erlebnis: Es ist so, als begleite man ein ganz normales benzingetriebenes Fahrzeug – von den erstaunten Blicken der anderen Verkehrsteilnehmer einmal abgesehen. Der Zerotracer schwimmt ohne Probleme im Verkehr mit – und auch beim Überholsprint bei Geschwindigkeiten jenseits von 100 km/h ist der Vortrieb des Elektromotors so plötzlich und energiegeladen, wie man es von keinem Verbrennungsmotor kennt.

Bin laden...
Solange der Elektrotöff fährt, sind keine Einschränkungen im Vergleich zum Benzin-Motorrad festzustellen. Doch nach 190 km ist Schicht – der Zerotracer muss nachgeladen werden.

Tobias grinsend: «Ja, wir haben, um Strom zu sparen, sogar das Radio ausgemacht. Aber das haben wir eigentlich gar nicht nötig. Die Akkutechnologie entwickelt sich quasi halbjährlich enorm weiter. So tauschen wir demnächst die jetzt verbauten Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus gegen noch leistungsfähigere Lithium-Polymer-Akkus mit Kobalt-Mangan-Mischungen aus. Die Reichweite dürfte durch diese Massnahme um 100 km steigen – und ­das bei um 20 Kilo geringerem Gewicht.»

Kilometer 294, zurück in Winterthur: Jetzt erfolgt der Schlag ins Gesicht des Hayabusa-Piloten. Die Suzuki dürstet nach über sechsmal mehr Energie, und das erst noch zum 5-fachen Preis gegenüber dem Zerotracer.

250 km/h mit der Kraft der Sonne?
Die Firma Designwerk hat bewiesen, dass das Potenzial des Motorrades bezüglich Mobilität der Zukunft riesig ist. Denn Elektrofahrzeuge sollten so klein und leicht wie möglich sein. Heute ist das vor allem dem Umstand geschuldet, dass nur so mit vertretbarem Batterievolumen ausreichende Reichweiten zu erzielen sind. Mit einem elektrifizierten Kabinenmotorrad lassen sich also gegenwärtig schon die Fahrleistungen eines Sportwagens mit dem Energieverbrauch eines Töffli realisieren.Der Elektroingenieur Frank Loacker ist deshalb überzeugt, dass das Motorradvergnügen mit Sonnenstrom schon heute eine realistische Alternative ist: «Dem Zerotracer würde im Mittel eine Photovoltaikfläche von 15 ­m2 für eine Jahresfahrleistung von 15 000 km ausreichen.»

Dennoch wird der Zerotracer gewiss nie zum Ersatz für Benzin-Motorräder avancieren – eher zur Ergänzung. Zum Beispiel als Autoersatz in der kalten Jahreszeit. Und der lange Radstand macht den Strassenzeppelin auch nicht unbedingt zum geeigneten Fahrzeug für den Stadtverkehr. Dafür eignen sich E-Konzepte wie die eRockit (Heft 03/10) besser. Aber auf langen Distanzen, Autobahnen, ­Fern- und auch kurvigen Landstrassen ist der Zerotracer eine echte Spassmaschine. Mit 183 PS ist er die Antwort auf das Vorurteil, reine Elektrofahrzeuge seien langsam. Frank: «Man kann so ein E-Motorrad im Gegensatz zu Verbrennungsmaschinen mit gutem Umweltgewissen überaus leistungsstark motorisieren, weil man trotzdem keine grossen Abstriche bei der Effizienz machen muss – das Gewicht dürfte zwar etwas steigen, aber auch ein 300-PS-E-Motor könnte seinen unerreicht breiten Leistungsbereich mit hervorragendem Wirkungsgrad gegen jeden Verbrennungsmotor gnadenlos ausspielen.»

Postscriptum: Ein historisches Ereignis
Das Duell mit einem schnöden Benzin-Motorrad ist den Designwerkern nicht genug: Die Winterthurer wollen nun mit ihrem E-Bike Motorradgeschichte schreiben. Dem Zukunfts-Töff «made in ­Switzerland» soll gelingen, was noch keiner zuvor geschafft hat: ein Weltrekord – der Zerotracer ist im Rahmen der ersten klimaneutralen Rallye der Geschichte am 16. August gestartet, um als erstes Elektromotorrad die Welt zu umrunden. «Hopp Schwiiz» – TÖFF wird weiter berichten.

Zerotracer gegen Hayabusa: Berechnungen im Windkanal der Ruag Windgeschwindigkeiten bis zu 250 km/h – der Windkanal des Schweizer Technologiekonzerns RUAG bietet normalerweise den Rahmen für aerodynamische Tests an Flugzeugen. Werkzeuge der Aerodynamik Emmen, Schauplatz Nummer eins des TÖFF-Duells Zerotracer gegen Hayabusa. Der Falke ist nicht nur leistungsmässig ein starker Gegner für das Zukunftsfahrzeug: Das erste Serienmotorrad, das die 300-km/h-Schallmauer knackte, ist auch in Sachen Aerodynamik eine Hausnummer. Auch die Winterthurer Zerotracer-Pioniere kämpfen vehement gegen Luftwiderstände. ­Die Optimierung des Strömungsverhaltens und der Rollwiderstände ­sind für die Verfechter elektrischer Antriebstechnologien wegen der eingeschränkten Ladekapazitäten der Akkus von überaus zentraler Bedeutung. Den Einfluss der Windschlüpfrigkeit auf die Energiemenge bei der Aufrechterhaltung einer Geschwindigkeit rechnet der ­RUAG-Aerodynamikingenieur Daniel Steiling vor: «Der cw-Wert beschreibt die aerodynamischen Qualitäten eines Körpers. Da jedoch der Luftwiderstand das Produkt aus diesem Luftwiderstandsbeiwert ‹cw› und der Stirnfläche ‹A› ist, muss man zunächst die Stirnfläche beider Probanden ermitteln. Erwartungsgemäss weist die Hayabusa die kleinere Stirnfläche von 0.69 ­m2 auf. Der Zerotracer stanzt mit 1 m2 schon ein weit grösseres Loch in die Luft. Nachdem also ­die Stirnflächen bekannt sind und der künstliche Sturm im Windkanal entfesselt ­ist, bringen Messwaagen nun schonungslos die Widerstandskräfte der Fahrzeuge und somit den Luftwiderstandsbeiwert ‹cw›, der die aerodynamischen Qualitäten definiert, ans Licht: Mit tief gebücktem Fahrer erreicht Suzukis Highspeed-Granate einen cw-Wert von 0,48. Der Zerotracer kommt mit cw 0,19 bedeutend stromlinienförmiger daher.» Der Aerodynamikingenieur zeigt mit der Rauchlanzette, wie perfekt der Wind an der Karosserie vorbeistreicht. …und eine überraschende Erkenntnis Nach landläufiger Meinung müsste das Fahrzeug mit dem günstigsten cw-Wert eindeutig gewinnen. Die Überraschung: Um den Windwiderstand bei 100 km/h zu überwinden, muss die Leistung am Hinterrad des vollverkleideten Superbikes etwa 7,9 PS und beim Zerotracer 8,7 PS betragen. Bis 120 km/h schlägt sich die Hayabusa gegenüber dem Zerotracer gar nicht schlecht – auch weil dessen Rollwiderstand durch das höhere Gewicht grösser ist. Tempo 120: Nun stemmen Zerotracer und Hayabusa jeweils 12 PS ans Hinterrad. Eine Grossenduro benötigt dafür schon über 21 PS. Ab 120 vergrössert die zerklüftete Oberfläche der Sugi den Luftwiderstand gegenüber dem Zerotracer merklich, da die Fahrgeschwindigkeit im Quadrat in die Formel zur Berechnung des Luftwiderstands eingeht. Das bedeutet, dass sich der Luftwiderstand vervierfacht, wenn der Speed verdoppelt wird. Fazit: Erst bei Hochgeschwindigkeiten über 120 km/h kommt die ausgefeilte Aerodynamik des Kabinenmotorrades gegenüber der kleinen Stirnfläche der Hayabusa zum Tragen: Für Tempo 250 muss der Falke 96 PS am Rad abdrücken. Dem Zerotracer genügen schlappe 65 PS. Ein Auto vom Schlage eines Ferrari braucht dafür 3,5-mal mehr Energie – gewaltige 224 PS

Kräftemessen mit zwei PS-Giganten Platz für das Beschleunigungsduell bietet die lange Startbahn des Flughafens Buochs am Vierwaldstättersee. Die Kameraleute des SF-Magazins "Einstein" sind bereit. Gefahren wird auf der 400 Meter langen Landebahn. Mit von der Partie: ein Ferrari Testarossa 512 TR. Sein Zwölfzylinder setzt geräuschvoll 428 PS frei. Das Auto erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 310 km/h und beschleunigt in 4,8 s auf 100 km/h. Start: Mit grimmigem Ansauggeräusch jagt die Hayabusa über die Piste, als gelte es, alle Zerotracers und Ferraris dieser Welt aufzuschnupfen. Noch im zweiten Gang strebt das Vorderrad mit aller Macht in den Himmel. Klack- dritter Gang. Das Triebwerk schiebt brutal über den gesamten Drehzahlbereich. Klack, klack - zügig klettert die Tachonadel auf 250 km/h. Da! Die Zielflagge. Keine Spur von Ferrari und Zerotracer. Im Geschwader der Tiefflieger von Buochs lässt die Suzuki keine Zweifel über ihren Führungsanspruch aufkommen. Die Strecke von 400 m legt der Testarossa aus dem Stand in 12,8 s zurück, die Hayabusa in 9,7. Ein klarer Sieg also für die Verbrennungsmotoren beim Showdown mit dem Zerotracer. Aber am Ende beträgt der Vorsprung des Ferrari gegenüber dem E-TÖFF nur an die drei Autolängen.

Anbei finden Sie die Videos zum Vergleichstest Zerotracer vs. Hayabusa der TÖFF-Ausgabe 09/2010.