Manta der Lüfte: Hybrid-Wing-Flugzeug macht Fortschritte
Hybrid-Wing-Flugzeuge sehen elegant und verbrauchen weniger Treibstoff als konventionelle Maschinen. Mit einem neuen Verbundwerkstoff und besonders effizienten Triebwerken will die NASA die Flügelform auch für Verkehrsmaschinen umsetzen.
Hybrid-Wing-Flugzeuge sehen nicht nur elegant aus, sondern haben aufgrund ihrer Flügelform auch einen handfesten Vorteil: Sie verbrauchen deutlich weniger Treibstoff als konventionelle Maschinen. Bisher ist es jedoch nicht gelungen, ein leichtes und zugleich ausreichend stabiles Modell zu entwickeln, das sich für die zivile Luftfahrt eignet. Ein NASA-Team hat nun ein Herstellungsverfahren für den Rumpf entwickelt, das dieses Problem lösen könnte, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Zusammen mit so genannten Ultra-High Bypass Ratio-Triebwerken (UHBR) könnte sich der Treibstoffverbrauch gegenüber konventionellen Jets fast halbieren.
Einen ersten ferngesteuerten Prototypen mit sechs Metern Spannweite, X-48B, hatte die NASA bereits vor einigen Jahren gebaut, um das Flugverhalten der Tragflächen bei niedrigen Geschwindigkeiten zu untersuchen. Die Testergebnisse flossen in den Bau eines größeren Modells ein, das im vergangenen Jahr bereits erste Testflüge unternommen hat. Um eine große Version zu bauen, wie sie eines Tages regelmäßig in der Luftfahrt eingesetzt werden könnte, müssen die Ingenieure den Rumpf für typische Flugbedingungen optimieren.
Die heute in Jets übliche Rumpfform einer langen Röhre ist besonders gut geeignet, um die Kräfte auszuhalten, die von außen durch Luftströmungen und von innen durch den Kabinendruck auf den Rumpf einwirken. In Hybrid-Wing-Flugzeugen ist der Rumpf flacher: Die Schwierigkeit besteht hier darin, ihn leicht genug und dennoch stabil genug zu bauen. Dieses Problem soll ein neues Fertigungsverfahren für einen Verbundwerkstoff lösen.
Als Ausgangsmaterial verwenden die NASA-Ingenieure Stäbe aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff, die in ein Kohlefaser-Gewebe eingenäht werden. Quer dazu werden mit Gewebe ummantelte Schaumstoff-Streifen aufgenäht. Anschließend tränkt man das Ganze mit einem aushärtenden Epoxid-Harz, eine starre Struktur entsteht. Die gehärteten Schaumstoff-Streifen dienen so als versteifende Querstreben.
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(bsc)
