Der energieeffiziente Kerosinsparer
In diesem Modell stehen die Rotoren der Triebwerke frei und sind nicht verkleidet. Dadurch wird das Flugzeug kraftstoffeffizienter.
Zukünftige Flugzeugkonzepte
erfordern neue Designs
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Passagierflugzeuge sehen alle sehr ähnlich aus. Das ist kein Zufall, denn es handelt sich um eine bewährte Form, die Sicherheit, Kraftstoffeffizienz und Alltagstauglichkeit verbindet. Die Technik wird trotz gleicher Formgebung laufend leistungsfähiger und zugleich auch sparsamer, indem beispielsweise neue Werkstoffe eingesetzt werden. Weil aber die Emissionen in Zukunft noch weiter gesenkt werden sollen, erforschen und entwickeln die Luftfahrtindustrie und auch universitäre Einrichtungen neue Formen und Designs, die das zukünftige Flugzeug erheblich kraftstoffsparender und somit emissionsärmer machen.
Die Forschungsansätze für diese neuen Flugzeugkonfigurationen sind vielfältig und gehen häufig mit dem Einsatz alternativer Antriebe einher. Die Umsetzung neuer Flugzeugkonzepte in die Praxis ist komplex und muss höchsten Sicherheitsstandards entsprechen. Aus diesem Grund wird es noch einige Zeit dauern, bis neue Flugzeugkonzepte in den Regelbetrieb überführt werden können.
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Bildergalerie: Zukunftsflugzeuge
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Der unkonventionelle Entenflügler
Die spezielle Anordnung der Tragflächen mit einem Höhenruder vorne am Rumpf verringert den Widerstand und reduziert den Kraftstoffverbrauch.
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Der innovative Klappsegler
Das Modell hat ungewöhnlich große Flügel, wodurch es geräuscharm und kraftstoffsparend gleiten kann.
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Der leise Langstreckenflieger
Die Triebwerke befinden sich oberhalb der großen Tragflächen am Heck des Flugzeugs, so dass Kraftstoff eingespart und Lärm verringert wird.
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Der elektrische Zubringer
Das sich durch seine vielen kleinen Triebwerke auszeichnende Flugzeug verursacht nur geringe Lärmemissionen und fliegt emissionsfrei.
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Mehr Auftrieb, weniger Kraftstoffverbrauch
Großflugzeuge bestehen heute vor allem aus einem Rumpf zur Beförderung von Passagieren und Fracht und aus den Flügeln zur Auftriebserzeugung. Der Blended Wing Body, auch Nurflügler genannt, geht einen neuen Weg: Es gibt einen fließenden Übergang zwischen Rumpf und Tragflächen. Der größte Vorteil liegt in besseren aerodynamischen Werten und einem geringeren Gewicht. Das wird kombiniert mit neuen Antriebskonzepten.
Erforscht wird die neue Form auch beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Ob die neue Form tatsächlich wesentlich weniger Energie verbraucht und zugleich auch praxistauglich für den Luftverkehr ist, wird an Computern simuliert. Zurzeit gehen die Ingenieure davon aus, dass sich der Kraftstoffverbrauch um 20 Prozent senken lässt. Das wird durch einen geringeren Luftwiderstand sowie durch reduziertes Gewicht und 43 Prozent effektivere Antriebe erzielt. Die Triebwerke müssen weniger groß dimensioniert werden und Gewicht kann dadurch zusätzlich eingespart werden.
Auch Boeing arbeitet und forscht zusammen mit der NASA schon seit langem an einem Blended Wing Body Konzept. Mit dem Versuchsflugzeug X-48 wurden bereits vor fünfzehn Jahren Demonstrationsflüge durchgeführt, die die Umsetzbarkeit eines solchen Konzeptes zeigten. Laut Boeing zeigt der Nurflügler gegenüber traditionellen Flugzeugen ein großes Potenzial, die aerodynamischen Eigenschaften von Flugzeugen weiter zu verbessern sowie die Fähigkeit, mit weniger Energie und leiser zu fliegen.
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Clean Air Engine – kurz Claire Liner
Der Claire Liner ist ein Flugzeugkonzept von Bauhaus Luftfahrt und verbindet eine alternative Antriebstechnik mit einer außergewöhnlichen Flügelform. Mit dieser Kombination will man vor allem eines: weniger Kohlendioxid beim Flug ausstoßen. Die Idee für die außergewöhnlichen Flügel ist dabei nicht neu, sie gibt es schon seit den zwanziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts.
Im Zentrum des Konzepts stehen zwei Triebwerke, die in das Flugzeugheck integriert sind. Die Fans der Triebwerke sind wiederum in einer Tragflächenanordnung montiert, die Boxwing genannt wird. Mittels eines Getriebes sind die externen Fans mit den Antrieben verbunden. Diese Entkopplung sorgt dafür, dass der Wirkungsgrad der Triebwerke gesteigert und gleichzeitig der Kerosinverbrauch gesenkt werden kann.
Doch auch der Geräuschpegel kann reduziert und die Aerodynamik erhöht werden: Dadurch dass die Schaufelräder außen am Rumpf sitzen und sich die Kerntriebwerke im Inneren des Flugzeugs befinden, verursachen sie weniger Lärm und Luftwiderstand. Zugleich kann die Abwärme genutzt werden, wodurch die Triebwerke effizienter und sparsamer arbeiten. Zudem zeichnet sich das Boxwing-Design durch seine große Stabilität und die neuartige Flügelfläche durch einen größeren Auftrieb aus. Dass die Boxwings halten, was man sich von ihnen verspricht, haben sie bereits im Einsatz bei Ultraleicht- und Modellflugzeugen gezeigt. Gedacht ist der Claire-Liner für 300 Passagiere, die bis zu 3.700 Kilometer weit transportiert werden können.
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Die Hälfte der Motoren transportiert dreimal mehr Passagiere
Flugzeugkonzepte, die sich am Schienenverkehr orientieren? Ja, die gibt es: Das Clip-Air Flugzeug. Die Idee, die hier zu Grunde liegt, ist, dass das Flugzeug wie eine Lokomotive austauschbare Anhänger oder besser Container transportiert. Das Flugzeug selber besteht nur aus einer Stützstruktur mit Flügeln, Motoren, Kraftstofftank und dem Cockpit.
Durch die modularen Eigenschaften wird jeder Flug maßgeschneidert in seinen Transportkapazitäten zusammengestellt und damit auch sehr kraftstoffeffizient – es werden nur die Passagier- oder Ladekapseln transportiert, die erforderlich sind. Dabei können nach den Vorstellungen der Wissenschaftler an der l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne die Kapseln auch mit der Bahn zum Flughafen gebracht werden. Das Boarding könnte also auch am Bahnhof stattfinden.
Dazu soll den Experten zufolge auch der Kraftstoffverbrauch sinken, weil ein Clip-Air-Flugzeug mit der gleichen Anzahl an Motoren genauso so viele Passagiere transportieren kann, wie drei A320. Dem Forschungsstand nach würde dieses Fluggerät auf 4.000 Kilometer Flugstrecke mit drei Containern unter einem einzigen Flügel weniger Kraftstoff verbrauchen als drei einzelne Flugzeuge. Dabei hätten die Flugzeuge das gleiche Fassungsvermögen sowie die gleiche Geschwindigkeit und Flughöhe. Die Umsetzung des Projekts liegt jedoch noch weit in der Zukunft.
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Die elektrischen Senkrechtstarter
Die sogenannten Lufttaxis können senkrecht starten und landen – und das zum Teil autonom und rein elektrisch. Sie haben dadurch den Vorteil, wie Helikopter nahezu überall starten und landen zu können.
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Elektrisch angetriebene Lufttaxis
Bemannte und unbemannte Flugzeugkonzepte der Zukunft
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CityAirbus von Airbus
Der CityAirbus ist ein elektrisch sowie autonom fliegendes Flugzeug, das senkrecht startet und landet. Zwischen 2019 und 2021 wurden Testflüge durchgeführt, aktuell entwickelt Airbus das Nachfolgemodell CityAirbus NextGen. -
Vahana von Airbus
Vahana, das autonom fliegende und elektrisch betriebene Flugtaxi von Airbus absolvierte bis Ende 2019 zahlreiche Testflüge. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Entwicklung des CityAirbus und weiterer, zukünftiger Flugtaxis einfließen. -
Flugtaxi von Wisk
Die Firma Wisk, ein Tochterunternehmen von Boeing, entwickelt ein senkrecht startendes, autonomes Flugzeug. Mittlerweile befindet sich die 6. Generation dieses Flugtaxis, mit Platz für bis zu 4 Personen, in der Flugerprobung. -
Der Lilium Jet
Das Münchner Start-up Lilium entwickelt ein senkrecht startendes, rein elektrisches Lufttaxi für bis zu fünf Personen. -
Der VoloCity von Volocopter
Das Karlsruher Unternehmen Volocopter entwickelt den „VoloCity“. Das senkrecht startende, voll elektrische Flugtaxi mit zwei Sitzen befindet sich nach umfangreicher Erprobung bereits in der Zulassungsphase.
