Wie sehen die Flugzeuge der Zukunft aus?

Künstlerische Darstellung von möglichen Flugzeug-Typen der Zukunft. Bild: Airbus
Künstlerische Darstellung von möglichen Flugzeug-Typen der Zukunft. Bild: Airbus

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Wie sehen die Flugzeuge der Zukunft aus? Sollten sie immer mehr Passagiere befördern können – fast wie „fliegende Städte“ mit über 1.000 Personen an Bord? Und welche Treibstoffe müsste man in den nächsten Jahren und Jahrzehnten verwenden, wenn es eines Tages kein Öl und damit kein Flugbenzin mehr gibt? Schon diese Fragen zeigen: Wer heute als Forscher an der Zukunft arbeitet, hat es mit ziemlich vielen und ziemlich großen Herausforderungen zu tun. Aber das macht die Sache ja so spannend und die Forschung oftmals so faszinierend … Hier also eine kurze Zusammenfassung der Ideen, die es zum Flugzeug der Zukunft gibt: von Maschinen ohne Rumpf bis zu aufblasbaren Flügeln.

Konzept eines künftigen Flugzeug-Typs. <BR>Bild: DLR
Konzept eines künftigen Flugzeug-Typs.
Bild: DLR

Ein Flugzeug, das nur aus Flügeln besteht? Wie soll das funktionieren? Auf den ersten Blick schwierig, bei näherer Betrachtung aber recht vielversprechend: Die sogenannten „Nurflügler“ sind eines der Konzepte, die zurzeit in der Forschung diskutiert werden. Sie würden Hunderte Passagiere sowie viele Tonnen Fracht transportieren – und zwar im Innern der Tragflächen. Damit erübrigt sich der heutige Flugzeug-Rumpf. Durch ein geringeres Gewicht und eine kleinere Oberfläche würden Nurflügler über einige aerodynamische Vorteile verfügen. Die Wissenschaftler glauben, dass man durch diese Konstruktion im Vergleich zu heutigen Flugzeugen bis zu 30 Prozent Treibstoff einsparen könnte. Außerdem hätten diese „fliegenden Flügel“ auch noch einen anderen Vorteil: Sie würden sehr leise fliegen. Denn die lärmenden Triebwerke könnte man in dieser Konstruktion nicht unten, sondern oben anbringen. Das Flugzeug würde so den Schall abschirmen. Aber: Noch gibt es da viele technische Probleme zu lösen – etwa auch mit Blick auf die Stabilität. Übrigens: Nicht nur Wissenschaftler beschäftigen sich damit: Auch ein Schüler hat dazu vor einiger Zeit Untersuchungen angestellt – im Rahmen des Wettbewerbes „Jugend forscht“ …

Kompakt & wissenswert
  • Wissenschaftlicher Nachwuchs
    Justus Benad aus Rostock entwickelte im Alter von 17 Jahren einen aerodynamisch stabilen Nurflügler. Damit gewann er beim Bundeswettbewerb Jugend forscht 2009 einen DLR-Sonderpreis. Er befasste sich besonders mit dem Problem der aerodynamischen Stabilität – einer der kritischen Fragen dieses Flugzeug-Typs. Justus Benad konstruierte dafür das maßstabsgetreue Modell eines Nurflüglers und testete das Strömungsverhalten im Windkanal der Universität Rostock.
  • Technische Daten: Stingray
    Länge:
    9,40 Meter
    Spannweite:
    13 Meter
    Volumen:
    68 Kubikmeter
    Flügelfläche:
    70 Quadratmeter
    Leistung:
    je 64 PS
    Startgewicht normal:
    840 Kilogramm
    Geschwindigkeit:
    max. 130 km/h
  • Technische Daten: Solar Impulse
    Länge:
    21,85 Meter
    Höhe:
    6,40 Meter
    Spannweite:
    63,40 Meter
    Gewicht:
    1.600 Kilogramm
    Motoren:
    4 elektrische Motoren mit je 10 PS
    Solarzellen:
    11.628
    Durchschnittsgeschwindigkeit:
    70 km/h
    Maximale Flughöhe:
    8.500 Meter

Kann eine Luftmatratze fliegen?

Fliegen mit aufgeblasenem Flügel.<BR>Bild: prospective concepts
Fliegen mit aufgeblasenem Flügel.
Bild: prospective concepts

Es klingt zunächst ein wenig verrückt: ein Flugzeug mit aufblasbarem Flügel! Fast so, als sollte eine Luftmatratze fliegen. Aber das Ganze ist kein Witz, sondern ein ernsthaftes Forschungsprojekt. Dabei geht es nicht um einen kleinen Modellflieger, sondern um ein richtiges Testflugzeug mit der stattlichen Spannweite von immerhin 13 Metern. Es trägt den Namen „Stingray” – die englische Bezeichnung für den Stachelrochen. Und genau so sieht das Versuchsflugzeug auch aus. Welchen Vorteil bietet eine solch ungewöhnliche Konstruktion? Erstens ist das Flugzeug viel leichter als herkömmliche Maschinen gleicher Größe. Und zweitens kann das Profil der Tragfläche verändert werden. Dadurch könnte die heutige Steuerung eines Flugzeugs durch eine viel einfachere Technik ersetzt werden. Noch aber handelt es sich dabei um eine kühne Vision – ob sie eines Tages über einige Testflüge hinaus realisiert wird, ist noch völlig offen.

Mit der Kraft der Sonne um die ganze Welt

Fest steht: Eines Tages werden die Flugzeuge nicht mehr mit Benzin fliegen können. Denn die Ölreserven der Erde sind irgendwann erschöpft. Und außerdem belasten die Abgase unsere Umwelt. Daher werden zurzeit weltweit verschiedene Alternativen erprobt. Auch das DLR hat beispielsweise den Einsatz von „Bio-Sprit“ getestet, der ähnlich wie „Bio-Diesel“ beim Auto aus Pflanzen gewonnen wird. Auch das „elektrische Fliegen“ mit Brennstoffzellen ist ein vielversprechendes Thema. Ein ganz besonderes Projekt, das viel Beachtung fand, nennt sich Solar Impulse. Auf der Suche nach einem neuen Kraftstoff hat dabei eine Gruppe von Ingenieuren und Technikern an eine ganz „alte” Energiequelle gedacht: die Sonne. Warum sollte es nicht möglich sein, sie auch in der Luftfahrt zu nutzen? Am Boden hat man ja schon große Fortschritte erzielt, was das Thema Solarenergie angeht.

Das Solarflugzeug hat über 11.000 Solarzellen auf den Tragflächen. Bild: Solar Impulse
Das Solarflugzeug hat über 11.000 Solarzellen auf den Tragflächen. Bild: Solar Impulse

Aber wie müsste ein Flugzeug aussehen, das mit Sonnenkraft fliegt? Wie viele Solarzellen würde man brauchen? Und wie schafft man es, dass das Flugzeug auch nachts fliegen kann? All diese Probleme konnten bei Solar Impulse gelöst werden. Und so wurde das Solar-Flugzeug tatsächlich gebaut! Es hat sehr lange und dünne Flügel, auf denen die Solarzellen angebracht sind. Extrem starke Batterien speichern tagsüber den Sonnenstrom und geben ihn bei Nacht an die Motoren weiter. Und nach vielen Testflügen brach Solar Impulse im Jahr 2015 zu einem „Sonnen-Flug“ um die ganze Welt auf! Auch wenn dieser Rekordflug nach mehreren Zwischenstopps auf Hawaii unterbrochen werden musste: Viele tausend Kilometer weit hat alles bestens geklappt. Klar: An Bord war nur ein einziger Pilot – und bei großen Verkehrsmaschinen würde die Sonnenenergie gerade mal für die Innenbeleuchtung reichen. Aber dennoch: Das spektakuläre Projekt hat in der Öffentlichkeit deutlich gemacht, dass umweltfreundliches Fliegen ein wichtiges Thema ist. Übrigens: Ausgedacht hat sich das alles ein Mann namens Bertrand Piccard. Er flog bereits mit einem Ballon ohne Zwischenlandung rund um die Welt. Nebenbei bemerkt: Sein Vater ist mit einem U-Boot tiefer als jeder andere Mensch getaucht – zur tiefsten Stelle aller Ozeane! Und auch schon Großvater Auguste Piccard war ein ziemlich visionärer Mensch: Seine atemberaubende Geschichte findet ihr hier