aeRoman Superschneller Flügel 
Flag UK Neuer Ansatz für ein "X" Flugzeug erhält NASA Unterstützung
MenuHEIMATLUFTFAHRTMENSCHENURSPRUNGWISSENSCHAFTVERBINDUNGÜBERSICHTKONTAKT Freigegeben für Mach 2 nach dem Abflug, würde dieser Überschall-Jet der Zukunft sich um 90 Grad drehen und einen neuen Satz von Flügeln in den Wind positionieren. Die Idee von Ge-Chen Zha bei der University of Miami, der "bi-direktionale Überschall-Nurflügler" erhielt vor kurzem einen 100.000 $ NASA Zuschuss für die Entwicklung eines Konzepts, das die Flugzeit von New York nach Tokio auf vier Stunden verkürzen könnte - und vielleicht noch deutlich schneller, sagte Zha.

Zha, der zusammen mit Gleichgestellten von der Florida State University an der Konzeption arbeitet, sagte: "Es gibt kein Limit" für die von der sternförmigen Zelle erreichbare Geschwindigkeit, einstufiger Flug in den Orbit und Geschwindigkeiten im Hyperschall-Bereich (über Mach 5) sind durchaus im Bereich des Möglichen. Diese Geschwindigkeit würde mit geringem Widerstand erreichbar sein, niedrigem Kraftstoffverbrauch, und ohne Überschallknall - der Lärm, durch den frühere Versuche scheiterten, Überschall-Reiserouten über besiedelten Gebieten einzurichten.

Während das Design als Business Jet konzipiert ist, sollte es wenig Schwierigkeiten geben, es bis zu Airline-Größe zu skalieren, sagte Zha.

Zha hat die jüngsten Schwierigkeiten verfolgt, die bei der US Air Force bei der Entwicklung eines Fluggeräts für Mach 5 aufgetreten sind, und sagte, Herausforderungen an Antrieb und Aerodynamik müssten überwunden werden, und viele dieser Herausforderungen seien immer noch nicht gut verstanden. Es könne Jahrzehnte dauern, um einige der Probleme zu lösen, mit denen alle Hyperschall Designs konfrontiert seien.

Dennoch, sagte Zha, das bi-direktionale Design "hat eine sehr vielversprechende Konfiguration." Durch die Kombination der Vorteile von zwei sehr unterschiedlichen Flügeln umgeht das Konzept - buchstäblich - eine der großen Herausforderungen beim  Flug mit Hochgeschwindigkeit: Flügel für den Auftrieb bei niedriger Geschwindigkeit, einschließlich Start und Landung, produzieren zu viel Widerstand, um bei Geschwindigkeiten bei Überschall effizient sein zu können. Eine idealer Hochgeschwindigkeits-Flügel auf der anderen Seite wäre geradezu gefährlich bei Ab- und Anflug.

Computermodelle sagen vorher, dass die bi-direktionalen Flugzeuge sowohl bei niedriger Geschwindigkeit - Start und Landung auf Flughäfen - als auch bei hoher Geschwindigkeit gut funktionieren würden. Die 90-Grad-Drehung, also der Wechsel der Flügel, wäre ein kompliziertes Manöver von mehreren Sekunden Dauer, das durch Computer gesteuert würde, wobei die Änderung kaum wahrnehmbar wäre für Fluggäste und Besatzungsmitglieder. Während die Triebwerke sich drehen und die Steuerkräfte auf andere Steuerflächen übertragen werden, würden die Passagiere eine Beschleunigung von 0,2-G spüren, während das Flugzeug um seine Achse gedreht würde, sagte Zha und stellte fest, das Konzept wäre ausgiebig in digitaler Form abgebildet worden. Lange, dicke Flügel, entworfen für Flug mit niedriger Geschwindigkeit, würden um die Hochsachse gedreht, und kürzere, dünnere Flügel, besser geeignet für effizienten Hochgeschwindigkeits-Flug, würden Auftrieb bei Überschallgeschwindigkeit bieten - und darüber hinaus.

Die Finanzierung vom Förderprogramm Innovative Advanced Concepts der NASA reicht gerade aus, um Tests im Windtunnel zu beginnen, sagte Zha. Konstruktive Ausgestaltung und Aufgabenanalyse wird auch vom Ein-Jahres-Zuschuss finanziert werden; Zha hofft auf einen Zuschuss der Phase II aus dem gleichen NASA-Programm,
der weitere 500.000 $ bringen würde, aber das ist immer noch ein kleiner Betrag im Vergleich zu dem, was benötigt wird, um einen Prototypen zu bauen. Zha meint, private Investitionen könnten den Prozess beschleunigen, und ein zertifiziertes Flugzeug in weniger als einem Jahrzehnt zu bauen.

"Wenn wir alles benötigte Geld haben, könnte das wahrscheinlich in 10 Jahren machbar sein," sagte Zha.

Bei einer realistischeren Schätzung allerdings könnte man dieses neue Design in etwa 20 Jahren in die Luft bringen, sagte Zha und stellte fest, dass das Forscherteam bestrebt ist, mit interessierten privaten Investoren bei der Beschleunigung der Dinge zusammen zu arbeiten.


5. September 2012

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Quelle:
Jim Moore, Aircraft Owners and Pilots Association




Superschneller Flügel
Bild mit Genehmigung von University of Miami Aerodynamics and CFD Lab





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