Gute Aussichten für den Luftverkehr dank ausgeklügeltem Design für Flugzeugflügel

Die Luftverkehrsindustrie ist eine der am schnellsten wachsenden Quellen von Treibhausgasemissionen. Etwa 3 % der Gesamtemissionen der EU – derzeit rund 130 Millionen Tonnen – sind dem Luftverkehr zuzurechnen. Da die Nachfrage nach Reisen stark wächst und der Luftverkehr bis 2035 voraussichtlich um 45 % zunehmen wird, steht der Sektor vor einer großen ökologischen Herausforderung.

Ein Forscherteam könnte vielleicht eine Antwort auf dieses Problem parat haben. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts PARSIFAL haben sie ein Flugzeug namens PrandtlPlane entwickelt. Das neue Design ist dazu in der Lage, der steigenden Anzahl von Fluggästen gerecht zu werden, während die Anzahl der Flüge gleich bleibt. Wie? Mithilfe einer innovativen Flügelkonfiguration, genannt „Boxwing“, die vor einem Jahrhundert von dem deutschen Ingenieur Ludwig Prandtl vorgeschlagen wurde.

Das Boxwing-Konzept

Mit Boxwing wird ein geschlossenes Flügeldesing bezeichnet. Von vorne gesehen bilden die Flügel die Form eines Rechtecks. Wie bei einem Doppeldecker gibt es zwei horizontale Flügel, deren Flügelspitzen jedoch mit vertikalen Flügeln verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass der auf das Flugzeug wirkende Luftwiderstand verringert wird.

Die innovative Konfiguration macht das nach dem Urheber des Konzepts benannte PrandtlPlane kraftstoffsparender und umweltfreundlicher. Abgesehen davon, dass es weniger CO₂-Emissionen produziert, verursacht es aufgrund seiner Effizienz bei niedrigen Geschwindigkeiten während des Starts und der Landung auch wesentlich weniger Umweltverschmutzung in den Flughafenbereichen.

Das Boxwing-Design ermöglicht zudem eine Erhöhung der Passagieranzahl in mittelgroßen Verkehrsflugzeugen. Statt 180 Fluggästen könnten Flugzeuge mit dieser Flügelarchitektur über 300 Passagiere befördern. Um die möglichen negativen Auswirkungen auf die Flughafenlogistik zu bewältigen, hat das Projektteam breitere Gänge und drei Ausgänge vorgesehen, damit die Fluggäste schneller an und von Bord gehen können.

„PrandtlPlane ist die vielversprechendste Lösung für das Problem der zukünftigen Zunahme von Anfragen aus der Zivilluftfahrt“, sagte Forschungsleiter Prof. Aldo Frediani von der Universität Pisa in einer Pressemitteilung, die auf der Website von Science|Business veröffentlicht wurde. „Die im PrandtlPlane eingeführten neuen technologischen Lösungen werden auch dazu beitragen, den spezifischen Verbrauch, die Umweltbelastung und die laufenden Kosten zu reduzieren: Dies ist das Hauptthema, auf das sich die Forscher von PARSIFAL während der nächsten Etappe konzentrieren werden.“

Knapp über ein Jahr nach Projektstart hat das Team ein Modell im Maßstab 1:50 mit seiner Boxwing-Konfiguration vorgestellt. Abhängig von den Sicherheitschecks und dem Interesse der Flugzeughersteller könnten Fluggäste bereits in 10-15 Jahren mit einem solchen Flugzeug fliegen.

Die nächsten Schritte für PARSIFAL (Prandtlplane ARchitecture for the Sustainable Improvement of Future Airplanes) beinhalten die Verbesserung der Aerodynamik, Motorposition und Steuerung des Flugzeugs. Mithilfe der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften der Universität Pisa soll außerdem die prognostizierte Wirtschaftsleistung des Flugzeugs ermittelt werden.

Weitere Informationen:
PARSIFAL-Projektwebsite