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Konstruktion vor 70 Jahren in Göttingen geteste

Pfeilform bringt Flugzeuge schneller voran Konstruktion vor 70 Jahren in Göttingen geteste

Kein Durchkommen, eine unsichtbare Grenze für Flugzeuge: So erschien vor 70 Jahren die Schallmauer vielen Forschern. Reisefluggeschwindigkeiten von bis zu 900 Kilometern in der Stunde erschienen damals völlig abwegig. In Göttingen hatte Adolf Busemann den Traum vom schnellen Fliegen nicht aufgegeben. Er sorgte mit einer neuen Flügelkonstruktion dafür, dass die Schallmauer überwunden wurde.

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Flugzeugmodell Boeing 707: Das Zeitalter der zivilen Jet-Luftfahrt beginnt.

Quelle: Ashe

Näherten sich die in den 1930er Jahren schnellsten Flugzeuge der Schallmauer, wurden sie unkontrollierbar: die Steuerruder reagierten nicht mehr, die Flugzeuge begannen zu vibrieren und das ganze Flugzeug wurde durchgerüttelt. Oft folgte daraus ein Absturz.
Adolf Busemann reiste 1935 nach Italien, um auf einem Kongress seine Idee vom Pfeilflügel vorzustellen. Der 34-jährige Wissenschaftler, Schüler des Göttinger Pioniers der Luftfahrtforschung Ludwig Prandtl, fand keine Beachtung. In Deutschland wurde seine Idee weiterverfolgt. Ein Grund dafür war nach Ansicht von Prof. Hans-Ulrich Meier „die Suche nach überlegenen Waffensystemen für den bevorstehenden Krieg“. Meier, langjährige Abteilungsleiter im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Göttingen, veröffentlichte das Buch „Die Pfeilflügelentwicklung in Deutschland bis 1945“. Dass die Konstruktion Beachtung fand, lag an dem Ziel des NS-Regimes deutschen Kampfflugzeugen einen Geschwindigkeitsvorteil verschaffen zu wollen. Busemanns Konstruktion versprach diesen Vorteil.
Bewiesen wurde er von Hubert Ludwieg. Er nahm Ende 1939 die ersten Pfeilflügelmessungen vor in der Aerodynamischen Versuchsanstalt Göttingen, dem Vorläuferinstitut des DLR. Busemann war inzwischen Institutsleiter der neuen Deutschen Forschungsanstalt für Luftfahrt in Braunschweig. Ludwiegs Messungen bestätigten zum ersten Mal Busemanns Theorie: Mit einem Pfeilflügel kann ein Flugzeug durch die Widerstandsreduzierung schneller fliegen.

Stellte der Pfeilflügel somit die aerodynamische Voraussetzung für den Hochgeschwindigkeits- und Überschallflug dar, brachte der Jet-Antrieb die erforderliche Leistung. 1939 flog mit der Heinkel 178 das erste experimentelle Düsenflugzeug der Welt. Erstmals in einem Flugzeug vereint wurden Pfeilflügel und Jet-Antrieb im Jahr 1944 in der Junkers 287, basierend auf in Göttingen gemachten Untersuchungen. Interessanterweise besaß dieses nach vorn gepfeilte Flügel – ein Konzept, das wegen der schwierigen Flugeigenschaften erst in jüngster Zeit wieder für künftige Serienflugzeuge aufgegriffen wird.

Das DLR Braunschweig hat im Rahmen des EU-Projekts NACRE (New Aircraft Concepts Research) die Forschungsthematik eines vorwärtsgepfeilten Flügels untersucht, dessen Luftwiderstand mit der so genannten Laminar-Technologie deutlich verringert werden soll. Vor allem für Langstreckenflugzeuge ermöglicht der vorwärtsgepfeilte Flügel in Verbindung mit der Laminar-Technologie eine deutliche Treibstoffersparnis: „Ein solches Flugzeug könnte genau so schnell, aber treibstoffsparender und damit sauberer fliegen als konventionelle Flugzeuge“, erklärt Dr. Heiko Geyr von Schweppenburg vom Braunschweiger DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. Aufgrund dieses Potenzials wird eine solche Konfiguration jetzt im DLR-Projekt „Lam-Air“ untersucht.

Gleich nach Kriegsende erkannte ein Boeing-Entwicklungsingenieur die volle Tragweite des deutschen Pfeilflügelkonzepts. Er wies seine Firma auf die Brisanz dieses zukunftsweisenden Entwurfs hin und erreichte eine Neuauslegung der Tragflügel für den Strahlbomber B       47. Dieser wiederum war Vorläufer der Boeing 707, die das Zeitalter der zivilen Jet-Luftfahrt einläutete. Die heutigen zivilen Großflugzeuge basieren auf der B707. Damit lässt sich eine direkte Linie von der Pfeilflügel-Idee Busemanns über die Junkers 287 zum Airbus 380 ziehen.
In einem internationalen Projekt zur Überprüfung moderner Computer-Berechnungsverfahren haben gerade erst die Luftfahrtforschungseinrichtungen der USA, Frankreichs und Deutschlands eine umfangreiche experimentelle Datenbasis für ein Verkehrsflugzeug-Windkanalmodell erstellt. Die Daten sollen den Entwurf künftiger verbesserter Flügelformen ermöglichen.

Angela Brünjes

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