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Die NASA hat variable Flügelkonfigurationen im Flug getestet

Ingenieure der NASA haben eine Technologie entwickelt, die es einem Flugzeug erlaubt, die Flügelform während des Fluges zu verändern, um sie an die jeweilige Flugsituation anzupassen. Die erste Tests ermöglichen es, die Flügelspitzen um jeweils 70 Grad nach oben und nach unten zu bewegen. Boeing hat (für den Bodenbetrieb) klappbare Flügelspitzen für die 777X entwickelt, beteiligt sich aber auch an dem Technologieprogramm.

20.03.2018

Die Drohne PTERA fliegt mit heruntergeklappten Flügelspitzen. Mehrere verschiedene Konfigurationen wurden ebenfalls im Flug getestet. © Area-I Inc/NASA

Das berühmte Armstrong Flight Research Center der NASA führt in Kalifornien seit Anfang des Jahres eine Testkampagne durch, bei der im Rahmen des Programms „Spanwise Adaptive  Wing“ (SAW) eine Drohne im Flug erprobt wird. Das ferngesteuerte Fluggerät ist in der Lage, ohne große hydraulische Systeme, die Flügelspitzen und damit die Flügelkonfigurationen im Flug zu verändern und der jeweiligen Flugsituation anzupassen.

An dem Projekt sind neben der NASA auch Boeing in St. Louis und Seattle sowie die Firma Area-I Inc. aus Kennesaw im US-Bundesstaat Georgia beteiligt. Bei der jetzt getesteten Technik nutzen die Entwickler die thermischen Eigenschaften von bestimmten Aluminium-Legierungen zum Klappen der Flügel. In den Flügelspitzen sind Rohre aus einem Metall integriert, das bei bestimmten Temperaturen eine bestimmte Form einnimmt. dadurch entfällt eine aufwendige und schwere Hydraulik, um die Flügelspitzen zu bewegen.

Die PTERA-Drohne ist ein erster Technologieträger. Als nächster Erprobungsträger für die klappbaren Flügelspitzen kommt eine F-18 der NASA zum Einsatz. © AREA-I Inc/NASA

Bei dem Überschallbomber XB-70 Valkyrie hatten die Konstrukteure schon in den sechziger Jahren nach oben klappbare Flügelspitzen eingesetzt, die aber über schwere Motoren und ein ebenso schweres Hydrauliksystem bewegt worden waren.

Vorteile auch für Unterschall-Flugzeuge

Zwar sind die größten Vorteile der Veränderung der Flügelkonfigurationen bei Überschallflügen zu erzielen, dennoch gibt es auch sinnvolle Anwendungen der klappbaren Flügelspitzen in verschiedenen Flugzuständen im Unterschallbereich, sagen NASA-Aerodynamiker. Die Technologie hat, wenn sie ausgereiftes, das Potenzial, Flugzeugbauern zu ermöglichen, die Seitenleitwerke und Seitenruder deutlich zu verringern und dadurch Widerstand und Gewicht einzusparen.

Die ersten Flugtests des SAW-Programms fanden im Januar auf dem Rogers Dry Lake in der Wüste Mojave in Kalifornien statt. Die Forscher setzten dazu die von zwei Mini-Turbinen angetriebene PTERA-Drohne des Programmpartners AREA-I ein. PTERA steht dabei für „Prototype Technology-Evaluation Research Aircraft“, auf deutsch also Forschungsflugzeug-Prototyp zur Evaluierung von Technologien. Videoaufnahmen, die vom Rumpfrücken der Drohne gemacht wurden, zeigen das Herunterklappen der Flügelspitzen im Flug.

Auf den ersten beiden Flügen war der Verstellmechanismus so arretiert, dass die Flügelspitzen nur nach unten klappen konnten, während die Flügelspitzen auf den folgenden Flügen um bis zu 70 Grad sowohl nach oben als auch nach unten klappen konnten. Ein kompletter Klappvorgang hat rund drei Minuten in Anspruch genommen.

Die Tests mit PTERA sollen noch bis zum Sommer dieses Jahres gehen. Danach werden die Daten ausgewertet und als nächster Programmschritt ist die Umrüstung einer F-18 mit der Technologie zur Veränderung der Flügelkonfigurationen geplant.

Fabrice Morlon

 

 

 

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