Elektromobilität

Die NASA will den Flugzeugflügel elektrisch neu erfinden

von Marten Zabel

In den 1950ern flog erstmals ein Flugzeug mit angeblasenen Flügeln. Elektromotoren verhelfen dieser vergessenen Technologie jetzt zur Wiedergeburt.

Computer-Animation des NASA-Testflugzeugs X-57 Maxwell.
Fliegt da die Zukunft? Computer-Animation des NASA-Testflugzeugs X-57 Maxwell. Foto: NASA Graphic / NASA Langley/Advanced Concepts Lab, AMA

Das erfahren Sie gleich:

  • Wieso die alte Idee von angeblasenen Flugzeugflügeln jetzt neues Leben erhält
  • Warum die NASA in einem Projekt zeigen will, wie leistungsfähig elektrische Flugzeuge damit wären
  • Weshalb die Effizienz konventioneller Flugzeuge damit weit zu übertreffen ist

Die Flügel von Flugzeugen müssen ganz schön flexibel sein: Bei Start und Landung sollen sie hohen Auftrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten schaffen, bei Reisegeschwindigkeit hingegen möglichst wenig Widerstand bieten.

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Neben den Ladeklappen, die die Tragflächen-Oberfläche bei Start und Landung vergrößern, wurde eine weitere Lösung erstmals in den 1950er Jahren entwickelt: Der angeblasene Flügel.

Das Prinzip des angeblasenen Flügels optimiert den Auftrieb an der Tragfläche. Die Technologie war allerdings aufgrund der Komplexität vieler Verbrennungsmotoren bisher nicht wirtschaftlich. Mit der Elektromobilität könnte sich das ändern – und die NASA arbeitet am ersten Testflugzeug mit der wiederauferstandenen Technik angeblasener Flügel.

Um bei wenig Luftgeschwindigkeit Auftrieb zu bringen, muss ein Flügel eine große Oberfläche haben. Das macht herkömmliche Flugzeuge bei Start und Landung stabil. Je größer die Flügelfläche, desto geringer die Mindestfluggeschwindigkeit und desto kürzer entsprechend die notwendige Start- und Landebahn.

Elektrisches Flugzeug mit angeblasenen Flügeln

Das Prinzip des angeblasenen Flügels ist in der Theorie simpel, in der Praxis aber kompliziert umzusetzen: Statt weniger großer Motoren, die das ganze Flugzeug auf Geschwindigkeit bringen, sind bei dieser Technik viele kleine Propeller im Einsatz, die einen schnellen Wind um den Flügel herum erschaffen.

Dadurch kann der Flügel deutlich kleiner sein als bei einem herkömmlichen Flugzeug – denn der Auftrieb bei Start und Landung ist deutlich effektiver. Im Streckenflug fungiert der Flügel dann normal, ist aber energieeffizienter als konventionelle Flügel, da er weniger Oberfläche hat.

Einen ersten Versuch für Flugzeuge mit angeblasenen Flügeln gab es in den 1950ern mit der Breguet 941. Das französische Flugzeug war für 57 Passagiere oder 40 Soldaten mit Ausrüstung gedacht und konnte aufgrund seiner besonderen Flügel auf extrem kurzen Start- und Landebahnen abheben: Gerade einmal 50 Meter waren notwendig. Die Flugeigenschaften im Langsamflug machten das Flugzeug fast zu einer Alternative zu Hubschraubern.

Die hohe Komplexität von mehr Motoren als normal notwendig hatte aber ihren Preis: Würde einer der Motoren ausfallen, wäre das Flugzeug bei Start oder Landung nicht mehr kontrollierbar. Da es überall bereits Flughäfen mit langen Start- und Landebahnen gab, blieb es bei fünf hergestellten Maschinen.

Die NASA baut am Flugzeug der Zukunft

Jetzt will die NASA die Technik des angeblasenen Flügels im Testflugzeug X-57 Maxwell wieder aufleben lassen. Dieses soll ein Viersitzer werden, an dessen extraschmalen Flügeln eine Reihe von Elektromotoren sitzt. Nur die größeren, äußeren Motoren laufen im Streckenflug und sorgen dann für An- und Auftrieb. Die inneren entlang der Flügel klappen zwischen Start und Landung ihre Rotorblätter ein und ruhen.

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Damit soll eine neue Stufe der Effizienz erreicht werden. Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren werden kleinere Elektromotoren nicht sonderlich weniger energieeffizient – und haben meist nur ein einzelnes bewegliches Teil, was Wartungsaufwand und Fehleranfälligkeit deutlich verbessert.

Mehr Effizienz können elektrisch angetriebene Flugzeuge derzeit durchaus brauchen: Noch sind Akkus für längere Flüge schlichtweg zu schwach. Mit weniger Strömungswiderstand im horizontalen Flug ließe sich da zumindest ein Stück weit Abhilfe schaffen. Die X-57 soll in den nächsten Monaten fertiggestellt werden und zu ersten Testflügen abheben.

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