Im großen „V“ durch die Lüfte

20 Prozent weniger Treibstoffverbrauch als ein Airbus A350 – das soll ein neues Konzept der TU Delft für ein vergleichbares Langstreckenflugzeug möglich machen. Die innovative aerodynamische Formgebung erinnert an ein liegendes „V“.

Es sieht so aus, wie es heißt: „Flying V“ – ein Flugzeug in V-Form. Noch ist es nur eine erste Konzeptidee, aber die hat es im wahrsten Sinne des Wortes in sich. Das Design integriert nämlich die Passagierkabine, den Frachtraum und die Treibstofftanks in die beiden Tragflächen. Sie bilden zusammen das komplette Flugzeug. Den klassischen runden Rumpf mit Flügeln zu beiden Seiten und dem Leitwerk am Heck gibt es bei der „Flying V“ nicht mehr.

„Erfinder“ ist ein ehemaliger Student der Technischen Universität (TU) Berlin, Justus Benad. Während seiner Abschlussarbeit beim Flugzeugbauer Airbus in Hamburg entwickelte er den innovativen Flugzeugtyp. Benchmark für seine Idee ist die moderne A350-Baureihe von Airbus. Die „Flying V“ ist etwas kürzer, hat aber die gleiche Spannweite wie das Großraumflugzeug. Damit kann sie die vorhandene Infrastruktur an Flughäfen wie Gates, Hangars, Start- und Landebahnen nutzen. Auch die Passagier- (314 in der Standardkonfiguration) und Frachtkapazitäten (160 Kubikmeter) sind vergleichbar. Der große Unterschied ist jedoch die Energieeffizienz: Die „Flying V“ soll durch ihre ungewöhnliche Bauweise rund 20 Prozent weniger Treibstoff als die A350 verbrauchen. Hauptgrund ist die geringere angeströmte Oberfläche des gesamten Flugzeuges, die dem Wind entsprechend weniger Widerstand bietet.

VERKLEINERTER PROTOTYP SOLL NACHWEIS DER FLUGFÄHIGKEIT ERBRINGEN

Als Benad seinen Kollegen bei Airbus seine ersten Entwürfe präsentierte, waren die so begeistert, dass sie die ungewöhnliche Konstruktion sofort patentieren ließen – mit Benad als Erfinder. Mittlerweile hat der heutige wissenschaftliche Mitarbeiter am Fachgebiet Systemdynamik und Reibungsphysik der TU Berlin mit Forschern von der niederländischen TU Delft das Konzept weiterentwickelt. Noch in diesem Jahr soll ein erster, verkleinerter flugfähiger Prototyp von jeweils drei Metern Länge und Spannweite gebaut und erprobt werden. Bei den Tests wird dann vor allem geprüft, ob das Flugzeug auch bei geringen Geschwindigkeiten, wie sie bei Starts und Landungen nötig sind, stabil in der Luft liegt. Nur wenn dieser Beweis erbracht werden kann, soll die „Flying V“ zur Marktreife weiterentwickelt werden.

Nicht ohne Grund ist das Projekt in die Niederlande abgewandert: Rund 20 Unternehmen, Verbände und Forschungsinstitute haben der Ministerin für Infrastruktur und Wasserwirtschaft, Cornelia van Nieuwenhuizen, im Oktober 2018 einen Aktionsplan für eine nachhaltige Entwicklung des Flugverkehrs vorgelegt. Das Konzept „Smart and Sustainable“ zielt darauf ab, die Entwicklung hin zu einer nachhaltigeren Luftfahrt deutlich zu beschleunigen. Bis Ende 2030 sollen so die CO2-Emissionen in der niederländischen Luftfahrt trotz weiter steigender Passagierkilometer um 35 Prozent sinken.

Von der größeren Umweltfreundlichkeit und dem Rumpfkonzept der „Flying V“ sollen auch die Passagiere profitieren. „Die außergewöhnliche Form des Flugzeuges bietet uns viele spannende Möglichkeiten, den Innenraum neu zu gestalten und das Fliegen damit noch komfortabler zu machen“, berichtet Peter Vink, Professor für Angewandte Ergonomie und Design an der Fakultät für Industriedesign an der TU Delft. „Wir entwickeln für die ‚Flying V‘ neue Ideen, beispielsweise, um sich an Bord zu entspannen oder auch zu Essen. Die Speisen könnten künftig auch in Buffetform angeboten werden.“

„DIE ENTWICKLUNG DER LUFTFAHRT HAT DER WELT VIEL GEGEBEN UND UNS DIE MÖGLICHKEIT GEBOTEN, MENSCHEN MITEINANDER ZU VERBINDEN. DIESES PRIVILEG IST MIT EINER ENORMEN VERANTWORTUNG VERBUNDEN.“

KLM-CEO PIETER ELBERS ZUR MOTIVATION, SICH AM PROJEKT „FLYING V“ ZU BETEILIGEN

Technische Daten der „Flying V“

Spannweite: 65 Meter
Länge: 55 Meter
Höhe: 17 Meter
Länge: 55 Meter
Passagiere: 314
Frachtkapazität: 160 Kubikmeter
Treibstoffkapazität: 140.000 Liter (Kerosin)
Effizienz: minus 20% (Verbrauch im Vergleich zum Airbus A350-900)

DER RUMPF IST EINE FLIEGENDE SCHALLSCHUTZWAND

Die Triebwerke hat Benad relativ weit hinten und oben auf dem Rumpf angeordnet. Angenehmer Begleiteffekt für die Fluggäste: In der Kabine geht es deutlich ruhiger zu als in konventionellen Flugzeugen, bei denen die Turbinen unter den Tragflächen und damit deutlich dichter am Rumpf montiert sind. Davon profitieren auch die Menschen am Boden, vor allem in Flughafennähe. Das gesamte Flugzeug wirkt aufgrund seiner Konstruktion nämlich wie eine Lärmschutzwand zwischen Triebwerken und Erdoberfläche.

„WIR ENTWICKELN FÜR DIE ‚FLYING V‘ NEUE IDEEN, BEISPIELSWEISE, UM SICH AN BORD ZU ENTSPANNEN ODER AUCH ZU ESSEN. DIE SPEISEN KÖNNTEN KÜNFTIG AUCH IN BUFFETFORM ANGEBOTEN WERDEN.“

PETER VINK, PROFESSOR FÜR ANGEWANDTE ERGONOMIE UND DESIGN AN DER FAKULTÄT FÜR INDUSTRIEDESIGN AN DER TU DELFT

Für die weitere, praxisnahe Entwicklung der „Flying V“ hat die TU Delft ein Partnerschaftsabkommen mit der niederländischen Fluggesellschaft KLM Royal Dutch Airlines abgeschlossen. Für die Airline passt das innovative Konzept hervorragend zur Unternehmensphilosophie, und zwar inhaltlich wie zeitlich: „Die Entwicklung der Luftfahrt hat der Welt viel gegeben und uns die Möglichkeit geboten, Menschen miteinander zu verbinden“, so KLM-CEO Pieter Elbers. „Dieses Privileg ist mit einer enormen Verantwortung verbunden. Wir investieren deshalb seit vielen Jahren auf verschiedenen Ebenen in die Nachhaltigkeit.“ Die Zusammenarbeit mit der TU Delft am „Flying V“-Projekt füge sich da gut in die Strategie. Noch im Oktober 2019 will KLM im Rahmen der Feierlichkeiten zum 100-jährigen Bestehen der Airline nicht nur ein Modell, sondern auch eine Kabinensektion in Originalgröße präsentieren. Seine Hoffnung: Airbus, oder einer der anderen großen Flugzeughersteller, entscheidet sich in den kommenden Jahren, die „Flying V“ zu bauen.

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Text von Behrend Oldenburg
Renderings: Edwin Wallet, OSO Studio/TU Delft
Foto: KLM