Mehr Leistung bei weniger Umweltbelastung Forscher und Entwickler tüfteln an drastisch umweltverträglicheren Passagier-Jets: leiser, schadstoffärmer im Abgas, geradezu spartanisch im Spritverbrauch. Ein Muß – sonst erstickt der Flugverkehr bald an seinen Zuwachsraten, denn bis zur Jahrtausendwende wird ein Plus von durchschnittlich 6,3 Prozent pro Jahr erwartet.
Drei aussichtsreiche Ansätze sehen die Forscher und Entwickler, um dem Ansturm bis etwa 2010 zu begegnen: – Bessere Anbindung des Luftverkehrs an andere Verkehrsträger – beispielsweise verstärktes Umsteigen zwischen Bahn und Flugzeug. – Bessere Steuerung des Luftverkehrs insgesamt, “optimierte Flugführung”: Direktflüge ohne Umwege und Warteschleifen. “Künstliche Intelligenz”, Computer-Hilfe an Bord und am Boden, wird Piloten und Fluglotsen bei Anflug, Landung, Rollen auf dem Flugfeld und Abflug lückenlos unterstützen (Gate-to-Gate-Navigation). – Besseres Fluggerät. Überschall-Flugzeuge nach Art der wirtschaftlichen Flops Concorde und Tupolew-144 werden in den kommenden 15 Jahren keine Rolle spielen. Dafür tut sich Entscheidendes bei den mehr als 10000 konventionellen Passagier-Jets, die bis 2010 weltweit neu in Dienst gestellt werden.
Flugkosten sind zum Teil Spritkosten. Durchschnittlich drei Liter Kerosin schluckt heute ein Passagierflugzeug pro Sitz und 100 Kilometer. Bis 2010 könnte dieser Wert auf etwa 1,5 Liter gesenkt werden – und dementsprechend die Abgas-Emission. – Zirka 5 Prozent von der künftigen Verbrauchshalbierung dürften auf das Konto “optimierte Flugführung” gehen. – Etwa 15 Prozent werden der Gewichtsersparnis durch leichtere Werkstoffe und Bauweisen – beispielsweise Hohlstrukturen – zu verdanken sein. – Bis zu 30 Prozent bringt die “Laminarisierung”. Dazu wird die an Tragflügeln und Leitwerken vorbeiströmende Luft durch Absaugen der Grenzschicht gezwungen, gleichmäßig die Profile zu umströmen – Wirbel kosten Energie. Auch das Beschichten mit Kunststoff-“Haifischhaut” senkt den Strömungswiderstand.
– Den Löwenanteil indes, nämlich rund 50 Prozent der Verbrauchshalbierung, bringen die Triebwerke der nächsten Generation ein.
Die Triebwerke nehmen an Umfang weiter zu. Der Zeitpunkt wird kommen, prophezeien die Ingenieure, wo die Triebwerke nicht mehr unter die Tragflügel passen, weil sie beim Rollen auf dem Flugfeld den Boden zu berühren drohen. Dann bleibt nur noch, sie am Heck oder oberhalb der Tragflügel zu plazieren – was ein Bündel von Konstruktionsproblemen einbringt.
Darüberhinaus ist Numerische Simulation für die Luftfahrt-Entwickler weltweit ein heißes Thema. “Die Anwendung der Computer-Simulation auf komplette Triebwerke”, hofft General-Electric-Forscher Ram K. Matta, “wird einen Durchbruch bringen.” Auch Heinrich Weyer, DLR Antriebsexperte in Köln, sieht die “Virtuelle Turbine” als großes Ziel: die gleichzeitige Optimierung sämtlicher Komponenten des Antriebs – im körperlosen Datenraum mathematischer Modelle.
Schon jetzt will die DLR von der Rechner-Modellierung neuer Brennkammern profitieren. Ohne Computerhilfe würde es kaum gelingen, die Abgas-Emissionen des wachsenden Flugverkehrs rasch zu senken.
Thoerwald Ewe
