Von Alexander Stirn
Gut 20 Flüge hat AC20.30 bereits hinter sich gebracht - und dazu einen heftigen Absturz. "Damals bohrte sich die Maschine im 45-Grad-Winkel in den Acker", erinnert sich Kornelius Krahl, einer der gut 15 am Projekt beteiligten Studenten. "Zwei Monate waren wir damit beschäftigt, das Modell wieder aufzubauen." Dennoch attestiert Krahl dem Hamburger Nurflügler, in dem mittlerweile einige Tausend Stunden Arbeit und mehr als 100.000 Euro Entwicklungskosten stecken, ein sehr gutmütiges Flugverhalten: "Gas geben, hoch - der flog schon beim ersten Mal außergewöhnlich gut."
Jetzt wollen die Studenten die Winterpause nutzen, um die Elektronik des Modells zu verbessern - im Bauch der Maschine sieht es aus, als habe jemand einen Elektronikbaukasten ausgeschüttet. Zudem sollen die Flügel, bislang aus Holz und Styropor, durch stabilere Glasfaserschwingen ersetzt werden.
Die Flugleistungen indes haben auch Hartmut Zingel, Luft- und Raumfahrtingenieur an der HAW, überrascht. "Das Modell kann ganz normal, ohne künstliche Hilfe geflogen werden." Möglich macht das ein spezielles Flügelprofil, das sich allerdings nur bis zu einer Geschwindigkeit von 250 Kilometern pro Stunde bewährt hat. Darüber hinaus, vor allem aber bei einem echten Flugzeug, müsste das aerodynamische Konzept nochmals überdacht werden.
Ob dann auf eine rechnergestützte Stabilisierung tatsächlich verzichtet werden kann - ohne gleichzeitig die windschlüpfigen Eigenschaften einzubüßen -, lässt sich noch nicht sagen. Dennoch haben die Tests bereits jetzt interessante Aufschlüsse geliefert. "Wir haben im Flugversuch festgestellt, dass das Seitenleitwerk gar nicht so effektiv ist", sagt Aerodynamiker Zingel. "Es wäre durchaus denkbar, dass man darauf verzichten kann." Eine Einschätzung, die andere Entwickler-Teams teilen: Seit Anfang der 90er-Jahre beschäftigt sich die US-Weltraumbehörde Nasa mit Verkehrsflugzeugen im Nurflügel-Design. Viele Konfigurationen wurden bereits durchgespielt, das aktuelle Modell, zusammen mit dem Flugzeugbauer Boeing entwickelt, kommt ganz ohne Heckflosse aus.
Und es funktioniert trotzdem, wie die Nasa Ende vergangenen Jahres gezeigt hat, als sie ihre flossenlose Flunder erstmals frei im Windkanal fliegen ließ. Gesteuert von drei Piloten, kurvte das Vier-Meter-Modell durch die Lüfte. Gebogene Klappen an den hinteren Enden der Flügel und kleine, nach oben ragende Ruder an den Flügelspitzen gaben die Richtung vor. Nasa-Projektleiter Dan Vicroy war begeistert. "Diese spezielle Konfiguration flog großartig." Dennoch müssen sich Passagiere auf ein völlig neues Fluggefühl einstellen. Weit draußen im Flügel machen sich Turbulenzen besonders stark bemerkbar - nichts für schwache Mägen. Glück hat, wer ganz vorne sitzen kann, in der ersten Klasse. Hier geht es ruhiger zu. Breite Gänge, Ausblicke wie der Pilot, Bars und ähnlicher Komfort sollen das Reisen erträglich machen. In der Touristenklasse dagegen stellt sich die Frage "Gang oder Fenster?" nicht mehr. Im Heck eines Nurflüglers werden sich pro Reihe einige Dutzend Sitze drängen - auf zwei Decks. Fenster gibt es nicht: Flugzeugtypische Gucklöcher direkt im Flügel würden die Aerodynamik stören.
"Ob die Passagiere die fehlende Aussicht akzeptieren, ist eine der ganz großen Fragen", sagt Werner Granzeier, Flugzeugdesigner an der HAW. "Auf jeden Fall muss man ihnen eine Möglichkeit zur persönlichen Lageorientierung geben." Wo ist der Horizont? Legt sich die Maschine gerade in die Kurve? Ist es draußen noch Tag oder vielleicht schon Nacht? Antworten auf solche Fragen liefern Flachbildschirme an den Wänden, die Live-Bilder oder Animationen der Außenwelt in die Kabine übertragen. Kinosaalatmosphäre in zehn Kilometern Höhe. Die Designer denken zudem darüber nach, in der Kabine verschiedene Zonen einzurichten: für Kinder und Familien, Senioren und Geschäftsleute. Gebetsräume soll es geben, sogar Duschen. Auch die Infrastruktur muss angepasst werden. Tausend Passagiere wollen zeitgleich ihr Essen serviert bekommen, viele davon werden anschließend eine Toilette aufsuchen. "Früher hat man immer zuletzt daran gedacht, wie man die 'Nutzlast Mensch' auch noch ins Flugzeug reinpferchen kann", sagt Granzeier. "Das muss sich in Zukunft ändern."
Nicht nur das Interieur, auch die Form der Kabine beschäftigt die Ingenieure. "Eine Röhre ist leicht unter Druck zu setzen", sagt Nasa-Entwickler Vicroy, "bei einer nicht zylindrischen Form ist das deutlich schwieriger." Das Problem: Auf Reiseflughöhe ist die Außenluft bereits extrem dünn, die Kabine des Flugzeugs muss zum Atmen unter Druck stehen. Beim herkömmlichen Flieger mit seinem kreisrunden Querschnitt verteilen sich die Kräfte, die der Luftdruck von innen auf die Hülle ausübt, gleichmäßig auf den gesamten Rumpf. Beim flachen Nurflügler ist die Druckverteilung deutlich ungünstiger, die Kräfte auf Decke und Boden sind enorm. Eine Hülle aus Faserverbundwerkstoffen, wie sie auch in Formel-1-Cockpits zum Einsatz kommen, könnte helfen. Oder stabilisierende Säulen im Kabineninnern.
Die dürfen allerdings nicht im Weg stehen. Wie jedes Flugzeug muss auch ein vollbesetzter Nurflügler im Notfall innerhalb von 90 Sekunden evakuiert werden können. Mindestens acht überdimensionale Notausgänge werden dazu erforderlich sein - zusätzlich zu den normalen Türen. Allein die müssen so groß wie Frachttore ausfallen, damit die Passagiermassen zügig ein- und aussteigen können. Dennoch rechnet Granzeier damit, dass zwischen der Landung eines Nurflüglers und dem nächsten möglichen Start "mindestens zwei bis drei Stunden" vergehen werden.
Jede Minute, die eine Maschine untätig am Boden steht, ist indes verlorene Zeit. Der Hamburger Flugzeugdesigner Frank Heyl hat sich für den Entwurf seines fliegenden Flügels mit dem Namen Aeolus daher ein völlig neues, modulares Kabinenkonzept ausgedacht: Bereits beim Einchecken nimmt sich jeder Passagier statt eines Gepäckwagens ein rollendes Sitzmodul. Er verstaut seinen Koffer in einem Fach unter dem mobilen Sessel, schiebt das Ganze durch die Sicherheitskontrolle bis zum Gate. Dort werden die einzelnen Sitzmodule samt Passagier auf Schienen in einen Container geschoben, festgezurrt, für den Flug fertig gemacht. Und das lange bevor die Maschine landet.
Ist der Flieger da, müssen nur die an Bord befindlichen Kabinenelemente durch die bereits am Gate gefüllten Container ausgetauscht werden - wie Patronen in einem Tintenfüller. Riesige Gabelstapler könnten diese Aufgabe übernehmen. Die Zeit am Boden wäre nur noch durch das Auftanken limitiert. "Man kann nirgendwo mehr Zeit sparen als bei der Abfertigung", sagt Heyl. Die patente Passagierverladung hat noch einen weiteren Vorteil: Der Aeolus mit seinen 150 Metern Spannweite kann draußen auf dem Rollfeld parken und nimmt am Terminal keinen Platz weg.
Auch sonst beweist Heyls Konzept Mut zur Einzigartigkeit. Während die Hamburger und Braunschweiger Entwürfe noch immer Flugzeugnase, Bauch und Heck erahnen lassen, ist Aeolus nichts als Flügel. Das Konzept basiert auf einer Nasa-Studie, die Ende der Siebzigerjahre als Kleinflugzeug 79-mal in die Luft gegangen ist. "Oblique Wing", nennt sich die Idee, "schiefer Flügel".
Die Tragfläche steht dabei nicht senkrecht zur Flugrichtung, sie wird - abhängig von der Geschwindigkeit - mehr oder weniger stark gedreht: So bilden Flügel und Rollbahn beim Start einen Winkel von 45 Grad. Im schnellen Reiseflug gleitet der elliptische Flügel sogar beinahe seitwärts. Das höhere Tempo erzeugt Auftrieb, die Angriffsfläche für den Wind kann verringert werden. Bis zu 1,6-fache Schallgeschwindigkeit lässt sich damit erreichen, schätzt Heyl, fast doppelt so viel wie mit konventionellen Passagierjets. Berechnungen, die der 26-Jährige zusammen mit dem DLR durchgeführt hat, zeigen: Der Widerstand des fliegenden Bügelbretts liegt bei einem Zehntel eines vergleichbaren Flügels. Und, so Heyl stolz: "Im Computer ist das Ding schon geflogen." HAW-Aerodynamiker Zingel ist zurückhaltender.
"Der 'Oblique Wing' geht schon wieder einen Schritt über das Konzept des Nurflüglers hinaus." Der allerdings könnte - wenn sich einer der großen Flugzeugbauer noch heute dafür entscheidet - bereits in sieben oder acht Jahren zu seinem Jungfernflug starten. Dass es so schnell geht, ist aber eher unwahrscheinlich. Boeing denkt darüber nach, Nurflügler zunächst nur als Fracht- oder Tankflugzeuge einzusetzen. Und Airbus lässt zwar viel forschen, hält sich selbst aber bedeckt. Zunächst soll die A380, in deren Entwicklung gerade 14 Milliarden Euro geflossen sind, erfolgreich starten und einige Jahrzehnte Geld in die Kassen bringen.
Steigende Kerosinkosten, strengere Lärmvorschriften und die - glaubt man den Prognosen - weiter wachsenden Passagierzahlen könnten die Flugzeughersteller aber schneller zum Handeln zwingen, als ihnen lieb ist und den Nurflügler in die Lüfte heben. "Der Markt muss das nur wollen", sagt DLR-Forscher Hepperle, "alles andere ist technisch in den Griff zu bekommen."
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