Design mit Sparpotenzial

Vogelform hilft Flugzeuge Sprit sparen

Eine vogelähnlichere Form mit kurzem Schwanz kann den Treibstoffverbrauch von Flugzeugen senken. Das hat ein amerikanisch-südafrikanisches Ingenieursteam in Windkanalexperimenten ermittelt.

Demnach bietet eine Flugzeugform mit leicht geknickten Tragflächen mehr Auftrieb und weniger Luftwiderstand. Ein möwenähnliches Design ist dem aktuellen Standard also aerodynamisch überlegen.

«Wesentlich ist, dass wir womöglich grosse Mengen an fossilen Treibstoffen verschwenden, weil wir grundsätzlich suboptimale Flugzeugdesigns nutzen», betont aber Geoffrey Spedding, Professor für Luft- und Raumfahrt sowie Maschinenbau an der University of Southern California. Es ist also sinnvoll, sich mit alternativen Bauformen zu befassen.

Zufällig wie ein Vogel?

Bei den Experimenten hat Spedding mit Joachim Huyssen von der North-West University zusammengearbeitet. Ziel war eine Flugzeugform, die viel Auftrieb erzielt und somit eine hohe Nutzlast erlaubt, aber vor allem den geringstmöglichen Luftwiderstand bietet. Denn das verspricht eine hohe Treibstoffeffizienz. Die Basis bildet zunächst ein Design, das nur aus einem grossen Flügel besteht. Da das in der Praxis für den Lasten- oder Passagiertransport unpraktisch wäre, kommt ein länglicher Körper hinzu. Dieser senkt jedoch den Auftrieb und steigert den Luftwiderstand.

In ihren Experimenten konnten die Ingenieure nun nachweisen, dass ein relativ kurzer, vogelähnlicher Schwanz die aerodynamischen Nachteile des Körpers besonders gut ausgleichen kann. Zudem hat sich eine leicht geknickte Flügelform als ideal erwiesen. Letztendlich ergibt sich so eine Gesamtkonstruktion, die grosse Ähnlichkeit mit einer Seemöwe hat. Die Forscher sind also bei einer echten Vogelform angelangt – ohne jedoch von vornherein angenommen zu haben, dass diese optimal wäre.

Theorie und Praxis

Ob die möwenähnliche Form auch für die Praxis optimal ist, ist allerdings eine andere Frage. Denn wie die Forscher betonen, unterliegen reale Flugzeugkonstruktionen auch ökonomischen und psychologischen Sachzwängen. «Man kann aber durchaus sagen, dass es geboten ist, dieses und anderer Designs genauer zu untersuchen, die sich merklich auf unseren globalen Energieverbrauch auswirken könnten», sagt Spedding.