Neues aus dem Flugzeugbau: NASA will Fliegen radikal spritsparender machen

Die NASA entwickelt im Rahmen der "Sustainable Flight National Partnership" (SFNP) zusammen mit der Luftfahrtbranche nachhaltigere Flugzeuge. Dabei geht es unter anderem um ein neuartiges Flügeldesign, das große Kerosineinsparungen verspricht. Ein erster flugfähiger Prototyp entsteht derzeit.

Das jüngste Ergebnis ist ein neuer Entwurf eines Experimentalflugzeugs der berühmten X-Baureihe, die X-66A. Er entstand in Zusammenarbeit mit Boeing und der US-Luftwaffe und ist als nächste Generation von "Narrow-Bodies" gedacht – Flugzeuge wie die Boeing 737 oder die A320 mit nur einem Kabinengang in der Mitte (Single Aisle). Als Ausgangsbasis nutzen die Konstrukteure die MD-90 von McDonnel Douglas, die bis 2000 gebaut wurde. Der Grund: Es gibt ausreichend flugfähige Maschinen, MD-Käufer Boeing verfügt über alle notwendigen Konstruktionsdaten und die Festigkeit des Rumpfes erlaubt die für die X-66A vorgesehenen erheblichen Modifikationen. "Es handelt sich außerdem um ein ausreichend großes Flugzeug, um es mit bestehenden Regionaljets vergleichen zu können. Die Tragflächen der MD-90 werden vollständig entfernt und durch eine völlig neue ersetzt", sagte NASA-Sprecher Rob Margetta gegenüber MIT Technology Review.

Fachwerkflügel soll Kerosin sparen

Denn das Design des X-66A ist futuristisch, besonders mit Blick auf die Flügel. Diese folgen dem sogenannten Transonic-Truss-Braced-Wing-Prinzip (TTBW), auf Deutsch könnte man dazu ungefähr "transsonischer Fachwerkflügel" sagen. Im Computermodell erreicht dieser Aufbau Kerosineinsparungen von bis zu 30 Prozent – bei einer üblichen Reisegeschwindigkeit von Mach 0,8, wie sie auch 737 oder A320 nutzen.

Im Vergleich zu den heutigen Flügeln werden die Flügel laut NASA eher dünn sein. Dies sei ist vor allem auf den Wunsch zurückzuführen, die Effizienz durch eine größere Spannweite zu verbessern. Weiterhin gibt es überlange Tragflächen: Sie erhalten eine hohe Streckung im Vergleich zur aktuellen Generation von Flugzeugen. "Flügel mit größerer Streckung haben in der Regel ein besseres Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand, sodass weniger Schub erforderlich ist, um die gleiche Menge an Auftrieb zu erhalten. Weniger Schub bedeutet weniger Treibstoffverbrauch und dementsprechend weniger Treibhausgasemissionen", sagte Margetta. Es wurde zudem viel Arbeit in die Entwicklung der notwendigen Streben gesteckt, die die aerodynamischen Effekte begünstigen. Und was macht man mit dem Treibstoff, für den im Flügel dann weniger Platz ist? Teile könnten im Frachtraum untergebracht werden, sagt der NASA-Sprecher.

In einem nächsten Schritt soll Boeing nun einen Demonstrator in voller Größe bauen, um schnell in den Echtbetrieb gehen zu können. Dass das funktionieren kann, haben bereits Versuche im Windkanal im vergangenen Jahr gezeigt. Damals war man allerdings noch weniger optimistisch, was das Einsparpotenzial betrifft, und sprach aufgrund der verbesserten Aerodynamik von bis zu 10 Prozent. "Die Erkenntnisse aus dem X-66A-Projekt werden in die endgültige Konfiguration künftiger Serienflugzeuge einfließen", sagte Margetta von der NASA.

(bsc)