Elastische Flugzeuge – gibt es so etwas?


Man meint, Flugzeuge seien recht starre Konstruktionen. Und tatsächlich sprechen Experten sogar von „Starrflüglern“, wenn sie Flugzeuge meinen – im Unterschied zu „Drehflüglern“, wie man Hubschrauber in der Fachsprache nennt. Doch wirklich „starr“ sind Flugzeuge nicht – und das ist auch gut so! Denn ein Flugzeug ist einigen recht starken Kräften ausgesetzt: im Flug, wenn es beispielsweise zu Turbulenzen kommt, aber auch beim Start oder bei der Landung, wenn die Flugzeug-Struktur die ganze Kraft des Aufsetzens zu „spüren“ bekommt. Deshalb müssen sich Flugzeuge verformen, damit sie in solchen Situationen nicht einfach zerbrechen – frei nach dem Motto: Der Klügere gibt nach …

Ein Flugzeug entsteht zunächst im Rechner: Lange bevor ein neuer Flugzeug-Typ gebaut wird, entwerfen ihn die Fachleute per Computer. Auch die „Verformungen“ eines Flugzeuges und seiner einzelnen Elemente, die im Flug auftreten, werden so berechnet. Bild: DLR

Die Aeroelastik behandelt diese elastischen Verformungen von Flugzeugen. Die Experten stellen dabei auch sicher, dass die Verformungen der einzelnen Elemente eines Flugzeugs nicht zu weit gehen. Denn auch dafür gibt es exakte Toleranzbereiche, also Grenzwerte, die ein neuer Flugzeugtyp beim Test vor der Zulassung nicht überschreiten darf. So bewegen sich zwar die Tragflächen sogar einige Meter auf und ab – sie dürfen aber nicht so stark schwingen, dass dadurch das berüchtigte „Flattern“ entsteht. Den Unterschied zwischen harmlosen Schwingungen und gefährlichem Flattern sehr ihr unten. Diese beiden Animationen zeigen einen Flügel: Im einen Fall schwingt er ruhig auf und ab, wie das erlaubt ist. Im anderen Fall beginnt er gefährlich zu „flattern“ – das muss in der Konstruktionsphase verhindert werden.

Diese Animation zeigt einen Flügel, der ruhig auf und ab schwingt. Quelle: DLR
Diese Animation zeigt einen Flügel, der ruhig auf und ab schwingt. Quelle: DLR
Diese Animation zeigt einen Flügel, der gefährlich zu „flattern“ beginnt. Quelle: DLR
Diese Animation zeigt einen Flügel, der gefährlich zu „flattern“ beginnt. Quelle: DLR