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FLUG REVUE 03/2017

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Technik

Technik NASA-Luftfahrtforschung Der Blended Wing Body von Boeing könnte zunächst als Militärtransporter oder Tanker zum Einsatz kommen. Der Ascent 1000 von Dzyne Technologies ist ebenfalls ein Blended Wing Body, allerdings für Passagierflüge. und Frachtraum und Fahrwerk unten zu einem zu dicken Rumpf, als dass sich noch aerodynamische Vorteile ergäben. Dzyne hat deshalb bei seinem Entwurf das Hauptfahrwerk nach außen verschoben, Gepäck und Fracht werden in den Flügelwurzeln verstaut. Dadurch ergibt sich laut Dzyne neben einer Treibstoffersparnis von rund 20 Prozent eine deutlich größere Kabinenfläche: Die der Business-Jet-Variante wäre dreimal so groß wie beispielsweise die einer Gulfstream G650, als Regionaljet wären es etwa 20 Prozent mehr gegenüber aktuellen Flugzeugen wie die Bombardier CS100. Die Markteinführung des BWB-Business-Jets plant Dzyne für 2025, die größere Version könnte einige Jahre später fliegen. Aurora geht mit der D8 „Double Bubble“ ins Rennen, einem Konzept für ein Passagierflugzeug der Größe einer Boeing 737, allerdings mit zwei Gängen wie in einem Großraumjet. Aurora, das Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Triebwerkshersteller Pratt & Whitney begannen ihre Arbeiten an der D8 im Jahr 2008 im Rahmen des NASA-Forschungsprogramms N+3. Der Rumpf besteht aus einer Doppelhüllen- Ellipse aus Verbundwerkstoffen und sorgt für viel Auftrieb. Dadurch sind kleinere Tragflächen möglich. Als Antrieb könnten zwei neuartige, in den Rumpf eingebettete Triebwerke verwendet werden. Durch die ins Heck integrierte Position reduziert sich theoretisch der Widerstand des Flugzeugs bei gleichzeitiger Erhöhung der Vortriebseffizienz. Solche „Boundary Layer Ingestion“-Triebwerke und ihre Bläser müssen allerdings mit der ungleichmäßigen, langsameren Einströmung der Grenzschicht klarkommen. Nach Angaben von Aurora hat die D8 das Potenzial für eine Verringerung von Treibstoffverbrauch und Stickoxidausstoß um 71 bzw. 87 Prozent und eine Lärmreduzierung um 60 EPNdB (Effective Perceived Noise in dB / effektiv wahrgenommener Lärm in dB) im Vergleich zu einer Boeing 737-800. Laut Aurora könnten die ersten D8 2027 in Dienst gehen. WENIGER EMISSIONEN DURCH ELEKTRISCHE ANTRIEBE Nicht zuletzt beschäftigt sich die NASA auch mit hybrid-elektrischen Luftfahrtantrieben. Das fünfte X-Flugzeug soll konventionelle Turbinentriebwerke mit elektrischen Antrieben kombinieren und in der Mitte der 2020er Jahre fliegen. Um Erfahrungen mit der Integration elektrischer Antriebe zu sammeln, fangen die NASA-Forscher klein an: mit der X-57 „Maxwell“, einer modifizierten Tecnam P2006T, die von 14 Elektromotoren mit Propellern, verteilt über die Flügel, angetrieben wird. Das viersitzige Flugzeug wird derzeit in Kalifornien auf seinen Erstflug vorbereitet, der noch in diesem Jahr stattfinden soll. „Wir wissen, dass noch viel Arbeit bei hybridelektrischen Antrieben nötig ist, aber jemand muss damit anfangen, die Hindernisse zu beseitigen“, sagt Waggoner. FR Der BWB von Dzyne besticht durch eine geräumige Kabine. Fotos: NASA/Boeing, Dzyne Technologies 68 FLUG REVUE MÄRZ 2017 www.flugrevue.de

Briefing Luft- und Raumfahrt von A bis Z FOLGE 023 Luftbremsen Um die Geschwindigkeit eines Flugzeugs in der Luft und – nach der Landung – am Boden abzubauen, werden Luftbremsen eingesetzt. Dabei handelt es sich um mechanisch oder hydraulisch ausfahrbare Klappen, die den Widerstand des Flugzeugs erhöhen und je nach Konstruktion und Anordnung den Auftrieb verringern. Mithilfe von Luftbremsen lässt sich nicht nur die Fluggeschwindigkeit verringern. Im Landeanflug kann das Flugzeug mit ausgefahrenen Luftbremsen auch steiler sinken, ohne an Geschwindigkeit zuzulegen. Luftbremsen gibt es in verschiedenen Ausführungen. Bremsklappen (air oder An dieser F-15 ist gut die Bremsklappe auf dem Rumpf zu erkennen. Nach dem Aufsetzen werden alle Störklappen voll ausgefahren, um den Auftrieb zu zerstören und die Ausrollstrecke auf der Landebahn zu verringern. speed brakes) erhöhen den schädlichen Widerstand eines Flugzeugs und haben keine oder wenig Auswirkungen auf den Auftrieb. Der schädliche Widerstand bezeichnet die Kräfte, die nicht mit der Auftriebserzeugung zusammenhängen, also Form-, Interferenz- und Reibungswiderstand. Bremsklappen können an den Ober- und Unterseiten der Tragflächen, oben, unten oder seitlich am Rumpf oder am Heck verbaut werden. Bei neueren Verkehrsflugzeug-Konstruktionen werden reine Bremsklappen kaum noch verwendet. Bei Kampfjets hingegen findet man sie auch heute noch, beispielsweise beim Eurofighter. Störklappen (spoiler) erhöhen den Widerstand und reduzieren gleichzeitig den Auftrieb. Sie befinden sich bei Verkehrsflugzeugen in der Regel an der Tragflächenoberseite vor den Landeklappen. Störklappen erfüllen verschiedene Funktionen: Als Luftbremse zum Geschwindigkeitsabbau im Flug kommt meist nur ein Teil der Störklappen (flight spoiler) zum Einsatz. Werden die äußeren Störklappen nur auf einer Seite ausgefahren, erzeugen sie ein Wendemoment. Diese Rollbremsklappen (roll spoiler) unterstützen die Querruder im Kurvenflug. Da das nach unten ausgeschlagene Querruder auf dem steigenden Flügel einen höheren Widerstand erzeugt als das nach oben ausgeschlagene Querruder auf dem hängenden Flügel, ergibt sich ein Giermoment entgegen der Kurvenrichtung. Dem wirkt das positive Wendemoment der Rollbremsklappen auf dem hängenden Flügel entgegen. In modernen Verkehrsflugzeugen mit elektronischer Flugsteuerung werden Störklappen auch zur Regelung der Lasten am Flügel eingesetzt. Erhöht sich durch eine Vertikalböe von unten der Anstellwinkel, nehmen auch Auftrieb und Lasten zu. Letztere können durch einen schnellen Ausschlag der Störklappen verringert werden. Nach dem Aufsetzen werden schließlich alle Spoiler als Bodenbremsklappen (ground spoiler) voll ausgefahren. Zum einen unterstützt das den Effekt der Radbremsen, zum anderen zerstören die Klappen die Strömung am Flügel und hindern das Flugzeug am erneuten Abheben. FR ULRIKE EBNER Bremsklappen wie bei dieser BAe 146 am Heck sind bei Airlinern selten. Fotos: Airbus, London City Airport, US Air Force/Airman Chester Mientkiewicz www.flugrevue.de FLUG REVUE MÄRZ 2017 69

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