Das Gebiet der Luftfahrt hat im Laufe seiner jahrhundertelangen Geschichte einige interessante Entwürfe hervorgebracht. Dies sind sogenannte Flying Wings, eine Art Starrflügelflugzeug, das aus einem einzigen Flügel besteht.
Während dieses Konzept fast so lange untersucht wurde, wie es Flugmaschinen gibt, wurde sein wahres Potenzial erst in den letzten Jahrzehnten erkannt. Und wenn es um die Zukunft der Luft- und Raumfahrt geht, ist es ein Konzept, von dem erwartet wird, dass es viel mehr Forschung und Entwicklung betrifft.
Beschreibung:
Per Definition ist ein fliegender Flügel ein Flugzeug ohne definierten Rumpf, wobei der größte Teil der Besatzung, der Nutzlast und der Ausrüstung in der Hauptflügelstruktur untergebracht ist. Von oben sieht ein fliegender Flügel wie ein Chevron aus, wobei die Flügel die Außenkanten bilden und die vordere Mitte als Cockpit oder Pilotensitz dient. Sie gibt es in vielen Varianten, vom Düsenjäger / Bomber bis hin zu Handgleitern und Segelflugzeugen.
Ein sauberer fliegender Flügel ist theoretisch die aerodynamisch effizienteste (niedrigster Luftwiderstand) Konstruktionskonfiguration für ein Starrflügelflugzeug. Es bietet auch eine hohe strukturelle Effizienz für eine gegebene Flügeltiefe, was zu geringem Gewicht und hoher Kraftstoffeffizienz führt.
Entwicklungsgeschichte:
Seit der Zeit der Gebrüder Wright gibt es schwanzloses Handwerk. Aber erst nach dem Ersten Weltkrieg wurde dank der umfangreichen Kriegsentwicklungen mit Eindecker ein Schiff ohne echten Rumpf realisierbar. Ein früher Enthusiast war Hugo Junkers, der 1910 die Idee eines Lufttransports nur mit Flügeln patentierte.
Leider führten die durch den Versailler Vertrag auferlegten Beschränkungen der deutschen Luftfahrt dazu, dass seine Vision erst 1931 mit dem Junker G38 verwirklicht wurde. Obwohl dieses Design revolutionär war, erforderte es dennoch einen kurzen Rumpf und einen Heckabschnitt, um aerodynamisch möglich zu sein.
In den 30er und 40er Jahren wurde ausgiebig mit Flugflügeldesigns experimentiert, insbesondere in den USA und in Deutschland. In Frankreich, Großbritannien und den USA wurden viele Designs hergestellt, obwohl die meisten Segelflugzeuge waren. Es gab jedoch Ausnahmen wie den Northrop N1M, einen Prototyp eines Allflügelflugzeugs, und den weitaus beeindruckenderen Horten Ho 229, den ersten strahlgetriebenen Flügel, der im Zweiten Weltkrieg als Jäger / Bomber für die deutsche Luftwaffe diente.
Dieses Flugzeug war Teil einer langen Reihe von Versuchsflugzeugen, die von Nazi-Deutschland hergestellt wurden, und war auch das erste Fahrzeug, das Technologien enthielt, die die Erkennung auf dem Radar erschwerten - auch bekannt als. Stealth-Technologie. Ob dies beabsichtigt oder eine unbeabsichtigte Folge seines Entwurfs war, bleibt jedoch Gegenstand von Spekulationen.
Nach dem Zweiten Weltkrieg inspirierte dieses Flugzeug mehrere Generationen von Versuchsflugzeugen. Die bemerkenswertesten davon sind der Langstreckenbomber YB-49, der A-12 Avenger II, der B-2 Stealth Bomber (auch als Spirit bekannt) und eine Vielzahl von Delta-Flugzeugen wie Kanadas eigener Avro -105, auch als Avro-Pfeil bekannt.
Kürzliche Entwicklungen:
Neuere Beispiele für Flugzeuge mit fliegendem Flügeldesign sind die X-47B, ein unbemanntes Kampfflugzeug (UCAV), das derzeit von Northrop Grumman entwickelt wird. Die X-47B wurde für den Betrieb auf Luftfahrtunternehmen entwickelt und ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) und dem UCAS-D-Programm (Unmanned Combat Air System Demonstration) der US Navy.
Die X-47B flog erstmals im Jahr 2011 und ab 2015 führten ihre beiden aktiven Demonstranten erfolgreich eine Reihe von Landungen auf Landebahn- und Trägerbasis durch. Schließlich hofft Northrop Grumman, den Prototyp X-47B zu einem Schlachtfeldflugzeug entwickeln zu können, das als UCLASS-System (Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike) bekannt ist und voraussichtlich in den 2020er Jahren in Dienst gestellt wird.
Eine weitere Interpretation des Konzepts ist der bidirektionale Flugflügel. Diese Art der Konstruktion besteht aus einem Flügel mit langer Spannweite und niedriger Geschwindigkeit und einem Flügel mit kurzer Spannweite und hoher Geschwindigkeit, die in einer einzigen Flugzeugzelle in Form eines unebenen Kreuzes verbunden sind. Das vorgeschlagene Fahrzeug würde mit dem Niedriggeschwindigkeitsflügel über den Luftstrom starten und landen und dann eine Vierteldrehung drehen, so dass der Hochgeschwindigkeitsflügel dem Luftstrom für Überschallbewegungen zugewandt ist.
Das Design soll einen geringen Wellenwiderstand, einen hohen Unterschallwirkungsgrad und einen geringen oder keinen Schallknall aufweisen. Die Flügel mit niedriger Geschwindigkeit haben wahrscheinlich ein dickes, abgerundetes Tragflächenprofil, das die Nutzlast aufnehmen kann, und eine große Spannweite für einen hohen Wirkungsgrad, während der Hochgeschwindigkeitsflügel ein dünnes, scharfkantiges Tragflächenprofil und eine kürzere Spannweite für einen geringen Luftwiderstand bei Überschallgeschwindigkeit haben würde .
Im Jahr 2012 gab die NASA bekannt, dass sie die Entwicklung eines solchen Konzepts finanziert, das als Supersonic Bidirectional Flying Wing (SBiDir-FW) bekannt ist. Dies geschah in Form des Büros des Cheftechnologen, das einer Forschungsgruppe an der Universität von Miami (unter der Leitung von Professor Gecheng Zha), die bereits an einem solchen Flugzeug arbeitete, einen Zuschuss von 100.000 USD gewährte.
Seit die Gebrüder Wright vor über einem Jahrhundert zum ersten Mal in einem Flugzeug aus Segeltuch und Holz in die Luft gingen, haben Luftfahrtingenieure lange und gründlich darüber nachgedacht, wie wir die Wissenschaft des Fliegens verbessern können. Hin und wieder gibt es diejenigen, die versuchen, das Rad neu zu erfinden, das alte Paradigma zu verwerfen und etwas wirklich Revolutionäres hervorzubringen.
Wir haben viele Artikel über das Flying Wing for Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel über das Testen des Prototyps eines Mischflügelflugzeugs, und hier sind einige Jet-Bilder.
Wenn Sie weitere Informationen zu den Flugzeugprogrammen der NASA wünschen, besuchen Sie die Dryden-Fotosammlung der NASA und hier einen Link zu verschiedenen NASA-Forschungsflugzeugen.
Wir haben auch viele verwandte Episoden von Astronomy Cast aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 100: Rockets.
Quellen:
- NASA - Fliegender Flügel
- Wikipedia - Fliegender Flügel
- Militärfabrik - Flying Wing Flugzeuge vom Ursprung bis zur Gegenwart
