Wer in ein Flugzeug steigt, muss sich heutzutage den Vorwurf gefallen lassen, ein Klimasünder zu sein. Viel zu groß und schwer ist ein Flieger, um leicht durch die Lüfte zu schweben. Stattdessen beschleunigen riesige Triebwerke den Koloss und pusten dabei Unmengen von Schadstoffen in die Luft, damit die massiven Flügel die vielen Tonnen Gewicht zum Fliegen bringen können.
Nun hat ein europäisches Forscherteam, an dem auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt ist, neuartige Flügel entwickelt, die das Fliegen in Zukunft umweltfreundlicher machen könnten. Sie sind leichter, deutlich länger und elastisch. Am Sonderflughafen Oberpfaffenhofen nahe München wurden sie erstmals getestet.
Wenn eine Böe kommt, verdrehen sich die Flügel des Testmodells
Heutige Flugzeuge haben steife Flügel. Sie sind bei starken Luftböen, oder wenn das Flugzeug eine Kurve fliegt, hohem Druck ausgesetzt. Dabei entstehen starke Spannungen, die sich auf den Rumpf des Flugzeugs übertragen. Lange Flügel bieten zwar weniger Luftwiderstand und machen das Fliegen dadurch effizienter, dafür steigen aber auch die Spannungen. Um zu verhindern, dass die Flügel zerreißen, müssen Ingenieure sie sehr stabil bauen, dementsprechend sind sie schwer. Aus diesem Grund können sie Flügel bisher nicht beliebig lang bauen.
Die Forscher des DLR haben nun Flügel entwickelt, die sich unter hohem Druck verdrehen können und somit Spannung abbauen. "Bei Böen und oder starken Manövern gibt es mehr Auftrieb und der Druck auf den Flügel steigt. Der aeroelastische Flügel dreht sich im Außenbereich, sodass dort kein zusätzlicher Auftrieb entsteht", erklärt Wolf-Reiner Krüger das Prinzip. Er war verantwortlich für den Entwurf des aeroelastischen Flügels. Möglich wird die Drehung durch speziell angeordnete Kohlefasern, die die Flügel elastisch machen. Allerdings gibt der Flügel nur in die Richtung nach, in die die Kohlefasern angeordnet sind, sonst bleibt er steif und ermöglicht einen sicheren Flug.
Getestet haben die Ingenieure die neuen Flügel vorerst nur an einem Modell. Es ist dreieinhalb Meter lang und hat eine Flügelspannweite von sieben Metern. Doppelt so breit wie lang: Solch ein extremes Verhältnis wird es bei konventionellen Fracht- und Passagierflugzeugen nicht geben. Ein Airbus A380, das größte Passagierflugzeug der Welt, müsste in diesem Fall eine Flügelweite von über 140 Metern haben. Das lässt allein die Infrastruktur an Flughäfen nicht zu, die Boxen dort begrenzen die Ausmaße auf 80 Meter.
Dennoch gehe die Tendenz in Richtung länger gestreckte Flügel, sagt Krüger. Die größere Spannweite führe dazu, dass Flugzeuge weniger Kerosin verbrauchen. Flugzeugbauer versuchen sich diesen Umstand bereits zunutze zu machen, die neu entwickelte Boeing 777X etwa hat Flügelenden, die sich am Flughafen hochklappen lassen. "Das ist einer der wenigen Fälle, wo Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz zusammenfallen", sagt der Ingenieur Krüger.