ZukunftsfliegerWieso Boeings X-66 vorerst keine Klappflügelspitzen hat
Mit einem Schulterdecker will Boeing den Weg in die Zukunft finden. Mike Sinnett, Chef der Produktentwicklung, spricht über die X-66 und ihre Herausforderungen.
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2028 will Boeing die X-66 in die Luft bringen. Das Forschungsflugzeug, das der Hersteller zusammen mit der Nasa entwickelt, ist ein «Transonic Truss-Braced Wing»-Konzept. Dabei handelt es sich um einen Schulterdecker mit langen, dünnen Tragflächen. Diese bringen aerodynamische Vorteile, übertragen aber auch höhere Kräfte auf die Flügelwurzeln. Um dem entgegenzuwirken, sind die Tragflächen über Streben mit dem Rumpf verbunden.
Das Ziel: effizienteres Fliegen. «In Verbindung mit Fortschritten bei den Antriebssystemen, den Werkstoffen und der Systemarchitektur könnte diese Konfiguration zu geringeren Emissionen und einem um bis zu 30 Prozent geringeren Treibstoffverbrauch führen», schreibt Boeing zu seinem Konzept. Getestete wird es mit einer umgebauten MD-90.
«Wird etwas langsamer fliegen»
Mike Sinnett, Chef von Boeings Produktentwicklung, äußerte sich auf der Farnborough Airshow im Gespräch mit aeroTELEGRAPH erstmals zur angepeilten Geschwindigkeit der X-66: «Es wird kein Mach-0.85-Flugzeug. Es wird etwas langsamer fliegen», so Sinnett. Er könne keine definitive Angabe machen. «Aber vielleicht Mach 0.79 oder etwas in der Art.»
Das sei auch einer der Gründe, warum die X-66 als Flugzeug mit einem Gang konzipiert sei. Denn bei Fliegern mit zwei Gängen für lange Strecken bräuchten Airlines Mach 0.84 oder 0.85. «Sonst würden die Flüge einfach zu lange dauern», so Sinnet. Eine anderer Faktor sei die Unterbringung des Treibstoffs. «Wir wissen, dass wir etwas Treibstoff im Flügel haben werden, aber wir werden auch Treibstoff im Mittelteil darunter haben müssen.»
«Es sind Flügel, die Flügel hochhalten»
Zum Geschwindigkeitsvergleich: Die Boeing 737 Max hat ebenso wie Jets der Airbus-A320-Neo-Familie eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 0.82 und eine Reisegeschwindigkeit zwischen Mach 0.78 und 0.79. Langstreckenjets wie Boeing 787 und Airbus A350 kommen dagegen etwa auf Mach 0.85 Reisegeschwindigkeit und Mach 0.89 Höchstgeschwindigkeit.
Zum langen, dünnen Flügel mit Stützstrebe sagte Sinnett: «Wir haben die Arbeit im Windkanal und viele Analysen durchgeführt, daher wissen wir, dass die Konfiguration aerodynamisch effizienter ist.» Dem Argument, dass Streben auch wieder Effizienzen kosten, entgegnet er: «Sie sind kein totes Gewicht, sie sind selbst Flügel. Es sind Flügel, die Flügel hochhalten.» Auch das habe sich im Windkanal erwiesen. «Diesen Teil kennen wir, inklusive aller Wechselwirkungen oder Ineffizienzen, die mit der Strebe einhergehen.»
Mike Sinnett und eine Abbildung, die den Luftwiderstand an verschiedenen Stellen der X-66 zeigt (grün/blau = niedriger Luftwiderstand). Bild: Nasa/Craig Hunter/MOTIE/Montage aeroTELEGRAPH
Auch seien die Streben kein Hindernis bei der Platzierung der Triebwerke. Und die hohen Tragflächen würden sogar Vorteile bringen. «Wenn Sie sich die heutigen Flugzeuge ansehen, sei es der Neo oder die Max oder jedes andere Schmalrumpfflugzeug, sind sie durch das mögliche Nebenstromverhältnis und den Durchmesser der Triebwerke eingeschränkt», so Sinnett. «Wenn Sie jemals einen Open Rotor oder einen Open Fan nutzen wollen, ist das bei einem Flugzeug mit niedrigen Tragflächen wirklich schwierig, aber bei einem Flugzeug mit hohen Tragflächen wäre das sehr leicht möglich.»
«Da kommt die aeroelastische Wirkung ins Spiel»
Die offenen Fragen liegen laut Sinnett bei der Konstruktion der realen Tragflächen. «Denn da kommt die aeroelastische Wirkung ins Spiel.» Eine Tragfläche aus Verbundwerkstoff mit hoher Streckung (in der Fachsprache Aspect ratio) sei flexible und erzeuge Interaktion mit der übrigen Flugzeugstruktur und der Flugsteuerung. «Diese aeroelastische Wirkung könnte beim großen Maßstab von Bedeutung sein», so der Manager. «Das müssen wir verstehen» - und dementsprechend entscheiden, wie das Innenleben der Tragflächen konstruiert werde.
Auf die Frage, warum die X-66 nicht wie die Boeing 777X klappbaren Flügelspitzen habe, sagte Sinnett: «Die X-66 ist ein Technologiedemonstrator.» Klappbare Flügelspitzen müsse Boeing aber nicht mehr auf den Prüfstand stellen. «Wir wissen, wie das geht.»
Werden klappbare Flügelspitzen zum Branchenstandard?
Allerdings sagte Sinnett auch: «Falls wir eine kommerzielle Version dieses Flugzeuges bauen würden, würde ich tatsächlich davon ausgehen, dass die Konfiguration klappbare Flügelspitzen erfordern würde.» Denn größere Effizienz und geringere Emissionen erreiche man auch über mehr Spannweite. Darauf müssten sich in Zukunft auf die Flughäfen mit ihrer Infrastruktur einstellen. Denn: «Ich weiß nicht, ob wir je in der Lage sein werden, einen Flügel mit so einer hohen Streckung so weit einzuklappen, dass er die gleiche Spannweite erreicht wie eine Boeing 737.» Bedeutet, das, dass klappbare Flügelspitzen in Zukunft zum Standard in der Luftfahrt werden? «Das könnte sehr gut sein», so Sinnett.
Eine computergenerierte Abbildung der X-66. Zuvor hatten Boeing und die Nasa ...
aeroTELEGRAPH
... schon andere Visualisierungen des geplanten Testfliegers ...
aeroTELEGRAPH
... gezeigt - hier von oben.
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