aus der Forschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt

Im DLR-Standort in Braunschweig reifen die Konzepte für diese noch visionären Flugzeugkonstruktionen. Nach Computersimulationen und Modell-Analysen im Windkanal starteten die DLR-Forscher sogar schon zu einem Nurflügler-Testflug. Da es bis zum Bau eines echten Nurflüglers für zivile Zwecke aber noch viele Jahre dauern könnte, bedienten sich die DLR-Entwickler eines schon seit langem bewährten Tricks.

ATTAS-Forschungsflugzeug verwandelt sich zum Nurflügler

"Unser Forschungsflugzeug ATTAS ist ein wahrer Verwandlungskünstler", sagt Dirk Leißling vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik. Rein äußerlich unterscheidet sich der bereits 1985 in Dienst gestellte, zweimotorige Düsenjet kaum von herkömmlichen, kleinen Passagierflugzeugen. Aber das gesamte elektro-hydraulische Steuerungssystem von ATTAS kann so programmiert werden, dass sich das Flugzeug genauso wie ein Nurflügler verhält. "Dadurch haben wir die Möglichkeit, auch noch nicht real existierende Luftfahrzeuge zu simulieren und zu überprüfen, an welchen Stellen noch nachgebessert werden muss", erklärt Leißling.

Viele Vorarbeiten waren für den simulierten Nurflügler-Test von ATTAS nötig. So entstand im Rahmen des EU-Projekts NACRE (New Aircraft Concepts Research) das ausgeklügelte Modell eines 700-Tonnen-Großraumflugzeugs für lange Strecken mit Platz für bis zu 750 Passagiere. Vier Triebwerke sind vorgesehen, um den 65 Meter langen und zwischen den Nurflüglerspitzen fast 100 Meter breiten Jet mit einem Schub von 1425 Kilonewton anzutreiben. Verknüpft mit der aerodynamischen Charakteristik eines Nurflüglers flossen diese Konstruktionsdaten in die Simulationssoftware ein, mit der die Bordcomputer von ATTAS schließlich gefüttert wurden.

Schwieriges Flugverhalten – Gelungene Simulation

"Das Flugverhalten weicht tatsächlich wesentlich von dem eines konventionellen Jets ab", fasst Leißling die ersten Praxiserfahrungen zusammen. So offenbarte sich eine starke Kopplung zwischen Längs- und Seitenbewegungen des ATTAS-Nurflüglers. Steuerte der Testpilot beispielsweise in eine Linkskurve, nickte auch der Bug des Flugzeugs automatisch auf. Die größte Aufgabe des Piloten lag dann darin, diese ungewollten Bewegungen auszugleichen. "Das war ziemlich schwierig", betont Leißling. Doch wirklich überrascht hat es ihn nicht. "Dieses Verhalten zeigte uns, dass die Simulation mit ATTAS wirklich funktioniert", sagt der DLR-Wissenschaftler.

Trotz dieses völlig anderen Flugverhaltens bedeuten die Ergebnisse nicht, dass niemals Nurflügler gebaut werden. "Aber ohne Computerhilfe wird das Navigieren eines Nurflüglers sehr schwierig sein", sagt Leißling. Die Steuerprogramme, die bereits heute das Fliegen vieler Passagierflugzeuge erleichtern, müssten an das veränderte Flugverhalten angepasst werden. Dann könnte ein Pilot auch einen Nurflügler sicher und souverän durch die Luft steuern.

Neue Impulse für die Nurflügler-Entwicklung

Mit diesen simulierten Praxiserfahrungen bringt das DLR die Nurflügler-Forschung einen großen Schritt weiter. Sie zeigen Vorteile, aber auch Schwachpunkte der Konstruktionen, die in weiteren Entwicklungen ausgemerzt werden können. Wann der erste Nurflügler-Passagierjet tatsächlich abheben könnte, vermag auch Leißling nicht vorherzusagen. "Das wird nicht bis Morgen geschehen, aber vielleicht bis Übermorgen." Es könnte sich lohnen, denn Nurflügler haben das Potenzial, bei gleicher Nutzlast bis zu ein Drittel weniger Treibstoff zu verbrauchen als beispielsweise ein Airbus A380.

Die Arbeiten vom DLR können für einen Nurflügler allerdings nur die ersten, wichtigen Grundlagen legen. Die kommerziellen Flugzeugbauer wie Airbus, Boeing oder Bombardier müssten viele Milliarden in eine weitere Entwicklung stecken. Parallel zu einer Einführung wäre zudem der Umbau der Infrastruktur an Flughäfen nötig. So stellen Nurflügler weiterhin eine Vision dar, wenn auch eine machbare.

Jan Oliver Löfken