Von Alexander Stirn

Noch ist es ein Modell von drei Meter Spannweite - doch Vela 2 könnte die Zukunft der Luftfahrt sein. Gehören Flugzeuge mit einem Rumpf bald der Vergangenheit an?

Der Proband steckt kurz die Nase in den Wind und setzt nach kurzem Zögern zu seinem Höhenflug an. Langsam verliert er die Bodenhaftung, dann gibt es kein Halten mehr. Er kippt nach rechts und fliegt in einer weiten Kurve dem Himmel entgegen. Am Boden hinterlässt er die von Flughäfen bekannte Mischung aus Kerosingeruch und Lärm.

Ziemlich viel Lärm - zumindest für so einen kleinen Flieger: Gerade einmal 3,3 Meter Spannweite misst das Modell, das Forscher der Universität Stuttgart vor wenigen Tagen auf dem Heeresflugplatz Laupheim südlich von Ulm getestet haben.

Für die eindrucksvolle Geräuschkulisse sorgt dabei ein echtes Jettriebwerk, das die ferngesteuerte Maschine auf bis zu 200 Kilometer pro Stunde beschleunigt. Das außergewöhnlich schnelle Modell, Vela 2 genannt, soll den Ingenieuren zeigen, wie eines Tages Passagierflugzeuge aussehen könnten.

Vela 2 ist kein normales Flugzeug. Es ist ein Nurflügler, und die Bezeichnung ist Programm. Während herkömmliche Passagiermaschinen lediglich dank ihrer Tragflächen in der Luft gehalten werden und der große zylindrische Rumpf nichts als unnützen Ballast darstellt, bestehen Nurflügler eben nur aus einem riesigen Flügel - Passagiere und Fracht sind darin untergebracht.

"Das ergibt den geringsten Luftwiderstand, ohne dass die Transportkapazität leidet", sagt Rudolf Voit-Nitschmann vom Stuttgarter Institut für Flugzeugbau. Auch sind Nurflügler deutlich leiser. Mehr als 70 Jahre ist die Idee der Nurflügler bereits alt, in den vergangenen Jahren ist die Forschung aber deutlich intensiviert worden.

Groß und leise

Zweieinhalb Jahre lang haben die Stuttgarter Ingenieure an ihrem Modell gearbeitet. Die ungewöhnlichen Rundungen, die der Maschine ihr futuristisches Aussehen geben, kamen vom Flugzeughersteller Airbus. Der hatte im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts Vela ("Very Efficient Large Aircraft") die optimale Form eines Nurflüglers berechnet; lediglich die Spannweite und die theoretische Zahl der Passagiere - 750 in einer Ebene - waren vorgegeben.

Um zu erkunden, wie eine optimale Lösung aussehen könnte, seien daher zunächst zwei Extremkonfigurationen entworfen worden, erinnert sich Joachim Loerke vom "Future Projects Office" des Flugzeugherstellers. Beim ersten der beiden Nurflügler beginnen die eigentlichen Tragflächen kurz hinter dem Cockpit, so dass er mit seinem Stummelschwanz wie eine Schwalbe aussieht. Beim anderen, Vela 2, sitzen die Tragflächen weit hinten. Unweigerlich erinnert die Maschine, wenn sie am oberschwäbischen Himmel kreist, an einen fliegenden Rochen.

Ein Rochen, der immer wieder keck mit dem Schwanz wackelt. Bei jedem Überflug initiiert Pilot Peter Neukom mit seiner Fernsteuerung ein neues Flugmanöver. Jedes Mal wird die Maschine absichtlich von ihrer stabilen, durch einen Autopiloten kontrollierten Flugbahn abgebracht. Auf diese Weise wollen die Forscher untersuchen, wie der Jet auf reale Flugmanöver reagiert.

Bislang musste er sich nur im Windkanal bewähren. In Tests am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Braunschweig zeigte ein auf Zehntelmillimeter genau gefertigtes Modell von Vela 2 ein vielversprechendes Flugverhalten.

Die realen Bedingungen in der leichten Laupheimer Brise sind aber doch noch mal etwas anderes. Jede Bewegung der Maschine, jedes leichte Kippen nach rechts, erzeugt gleichzeitig auch einen Impuls um die vertikale Achse. "Und so etwas kann man nur im Flug ermitteln", sagt Voit-Nitschmann. "Unser Ziel ist es daher, auf Basis der Flugversuche das Verhalten einer großen Maschine vorherzusagen - und das genauer als nur im Windkanal."

Dazu haben die Stuttgarter Flugzeugingenieure in ihrem knapp 25 Kilogramm schweren Modell jede Menge Sensoren verbaut. Ein Staurohr misst die Geschwindigkeit, eine Trägheitsplattform gibt Auskunft über Beschleunigungen, Drehmomente und Rollraten, erläutert Projektleiter Robert Schmoldt.

Der gewünschte und tatsächliche Ausschlag jeder Klappe und jedes Ruders wird registriert, ebenso die Höhe und Position der Maschine. Sogar die Menge Kerosin, die aus dem 5,5 Liter fassenden Tank durch das kleine Jet-Triebwerk fließt, bleibt den Wissenschaftlern nicht verborgen. Für Notfälle ist sogar ein Rettungssystem an Bord, das die Maschine an einem Fallschirm sicher zurück zur Erde bringen soll. Bislang musste es jedoch nicht in Anspruch genommen werden.