Luftfahrt Leiser, weiter, sparsamer

Geht es im Jahr 2030 mit Überschall oder im Segelflug in den Urlaub? Ein Wettbewerb der Nasa soll klären, wie das Flugzeug der Zukunft aussieht.

In seiner Phantasie hat der Mensch den Himmel schon immer gern mit metallenen Fabelwesen bevölkert. Mal waren sie rund, mal dreieckig oder auch flach wie eine Flunder. Manche gar sollten ihre Insassen mit 6000 Stundenkilometern befördern, zum Shoppen nach Sydney zum Beispiel.

Abgehoben hat kaum eines dieser Hirngespinste. Das Passagierflugzeug ist seit 50 Jahren erstaunlich gleich geblieben: Tragflächen mit Triebwerken dran, schlanker Rumpf, hinten ein Seitenleitwerk. Sogar das Warnschild "Rauchen verboten" fliegt noch immer mit, obwohl schon seit Jahren keine Airline der Welt mehr das Qualmen erlaubt.

Jetzt aber will Ajay Misra das Rad in der zivilen Luftfahrt neu erfinden. "Wir brauchen eine Revolution", sagt der Ingenieur. "Die kleinen Innovationsschritte der Vergangenheit reichen nicht mehr aus." Mit einem ehrgeizigen Programm versucht die US-Raumfahrtbehörde Nasa (deren erstes A im Namenszug für Aeronautics, also Luftfahrt, steht), dem Flugzeug der Zukunft Auftrieb zu verleihen.

Vor wenigen Wochen hat Misra, Chef des Nasa-Programms Fundamental Aeronautics, deshalb sechs Studienvorhaben von Forschungsinstituten und Flugzeugbauern mit einem Budget von jeweils rund zwei Millionen Dollar ausgestattet. Der Auftrag: Entwürfe für Prototypen mit prophetischem Design und visionärer Technik zu entwickeln.

Sie sollen einen Blick erlauben in jene Zeit, in der mehr als zweimal so viel geflogen wird wie heute. In den momentanen Krisenzeiten ist es schwer zu glauben, aber den Prognosen zufolge wird es schon 2030 so weit sein.

Dann, fordert Misra, müssten Flugzeuge im Vergleich zu einer heutigen Boeing 737 rund 80 Prozent weniger Stickoxide ausstoßen, 70 Prozent weniger Treibstoff verfeuern - und ihr Krach müsste jenseits der Flughafengrenzen fast völlig verstummen. Kühne Ziele, das gibt Misra zu: "Aber wenn wir sie nicht erreichen, erstickt die Luftfahrt am eigenen Erfolg."

Leiser, weiter und sparsamer, das sind die Maßgaben der Nasa. Nur, ob das Flugzeug der Zukunft schneller oder langsamer fliegen wird, darüber sind sich die Experten nicht einig. Denn einerseits werde das Öl knapp, das könne dazu zwingen, die Geschwindigkeit zu reduzieren. Andererseits glaubt man an die Renaissance des Überschallflugs - und will sich vom Concorde-Debakel nicht beirren lassen.

US-Triebwerkbauer Pratt & Whitney haben die Ingenieure dort einen breiten, flachen Rumpf ohne spitz zulaufendes Heck ersonnen, der viel Platz für die Passagiere bietet. Die Triebwerke, vier an der Zahl, rücken auf den breiten Rücken des schnittigen Rumpfs.

"So könnten die Fluggeräusche um das Flugzeug herum eingeschlossen werden", erklärt William Litant vom Luftfahrtinstitut des MIT. Außerdem sind die Düsen Huckepack oben auf dem Heck aerodynamischer angebracht, die Nähe zum Rumpf leistet Vorteile für den Vorschub. Zusätzlich ließe sich der Treibstoffhunger durch den Umstieg von Kerosin auf Flüssiggas senken.

Die platte Gestalt des Flugzeugs sorgt dafür, dass der Rumpf deutlich mehr zum Gleitverhalten beiträgt. Das Fahrwerk könnte zudem deutlich kürzer ausfallen, da die Turbinen nicht mehr unter den Tragflächen hängen, was bei Start und Landung das Strömungsverhalten verbessert.

Insgesamt würde ein optimales Fluggerät 78 Prozent weniger verbrauchen als eine heutige Boeing 737, hat Litants Team errechnet. Undenkbar wäre so etwas mit dem klassischen Design, das leugnet selbst Boeing nicht. Das Unternehmen müsse, so verlautete aus dem Hauptquartier in Chicago, die "langfristigen Bemühungen für einen Nachfolger der 737 aufgeben", weil mit dieser Form die Anforderungen an die Zukunft nicht mehr zu erfüllen seien.

Das Flugzeug von morgen stellt man sich bei Boeing allerdings auch anders vor, eher wie ein überdimensioniertes Segelflugzeug. "Eine solche Form ist aerodynamisch extrem effizient", sagt Boeing-Entwickler Marty Bradley. Allerdings müssten die gewaltigen Schwingen, deren Spannweite heutige Modelle deutlich überbietet, durch Verstrebungen verstärkt werden, damit sie sicher am Flugzeugrumpf ansitzen. Gegebenenfalls müssten die Tragflächen auch einklappbar konstruiert werden, glaubt Bradley: "Das würde die Beweglichkeit auf dem Rollfeld erhöhen."

Auch werde man leichte Verbundwerkstoffe brauchen. "Wir haben uns aber noch für keine entschieden", sagt der Aviatiker. Klar ist Bradley sich allerdings darüber, dass sich der Passagier-Albatros langsamer fortbewegen wird als heutige Düsenmodelle.

Parallel zu der Bummel-Boeing entwickelt der Konzern deshalb auch ein Überschallflugzeug. Die Frequent-Flyer-Generation des Jahres 2030 darf sich auf einen Jet freuen, der mit mehr als Mach 2 zum nächsten Geschäftstermin donnert. Größte Herausforderung an das Design soll sein, mit geschickter Linienführung der Außenhaut den Überschallknall praktisch zu tilgen.

Die Boeing-Forschungsabteilung trägt den Namen "Phantom Works", was insofern passend erscheint, als die Gestalt des Überschallgefährts noch unbekannt ist. Konkurrent Lockheed Martin hat seine Zeichner hingegen mit ersten Designskizzen versorgt. Herausgekommen ist ein pfeilspitzer Passagierbomber, dessen Flügel am Heck sitzen.

Verbunden sind sie mit einem mutig geschwungenen Bügel, der den Knall des supersonischen Flitzers unterdrücken soll. Nasa-Futurologe Misra frohlockt bereits: "Damit düsen Sie im Überschall von Los Angeles nach New York."

In 18 Monaten sollen die fertigen Konzepte bei Misra auf dem Tisch liegen. Dann beginnen Phantasie und Wirklichkeit mit einem neuen Wettfliegen.

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