Ziel bis 2035:
Die Notwendigkeit Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig wirtschaftliche Effizienz zu gewährleisten, stellt die Luftfahrtbranche vor große Herausforderungen. Ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung der aerodynamischen Leistungsfähigkeit eines Luftfahrzeuges ist der Einsatz von Flügeln hoher Streckung. Diese zeichnen sich durch ein hohes Verhältnis von Spannweite zu mittlerer Flügeltiefe aus. Flügel hoher Streckung finden bereits Anwendung in verschiedenen Luftfahrzeugen, etwa beim Segelflugzeug oder in mäßigen Ansätzen bereits in modernen Verkehrsflugzeugen.
Durch die Nutzung von Flügeln mit noch höherer Streckung ist bei Verkehrsflugzeugen eine Reduzierung des induzierten Luftwiderstands bei identischer Flügelfläche möglich. Auf Grund der verbesserten aerodynamischen Performance einer solchen Gesamtflugzeugkonfiguration ist ein geringerer Treibstoffverbrauch im Flug zu erwarten.
Eine hohe Streckung des Flügels reduziert den induzierten Widerstand, welcher insbesondere bei hohen Auftriebsbeiwerten dominant ist. Aerodynamisch ergibt sich aus der Nutzung eine höhere Effizienz, die insbesondere bei Langstreckenflügen ins Gewicht fällt. Gleichzeitig stellen lange, schlanke Flügel erhebliche Anforderungen an Strukturfestigkeit, Schwingungsverhalten und Aeroelastik. Fortschritte in der Materialtechnik, insbesondere im Bereich faserverstärkter Kunststoffe, sowie adaptive Strukturen tragen dazu bei, diese Herausforderungen in den kommenden Jahren zu bewältigen.
Flügel hoher Streckung finden bereits bei Segelflugzeugen auf Grund der großen Gleitzahl und minimalen Sinkgeschwindigkeit Anwendung. Verkehrsflugzeuge profitieren bei Nutzung dieser Technologie durch einen geringeren Treibstoffverbrauch und dadurch größere Reichweiten.
Der Einsatz hochgestreckter Flügel ist bei allen Verkehrsflugzeugtypen denkbar. Ihren größten Nutzen trägt diese Technologie bei Langstreckenflugzeugen. Für die Neuausrichtung des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo ist der Flügel hoher Streckung eine Schlüsseltechnologie zur Erreichung der Klimaziele in der Luftfahrt. Im Rahmen nationaler und internationaler Forschungsprogramme wird bereits an innovativen Flügelkonzepten mit hoher Streckung gearbeitet. Neue Bauweisen, adaptive Strukturen und aktive Steuerungssysteme sind in der Lage, die Nachteile der langen Flügel auszugleichen und das Potential vollständig nutzbar zu machen. Die Erforschung von Mechanismen zur Lastverteilung und zur aeroelastischen Kontrolle ist dabei ebenso von zentraler Bedeutung wie die Ausarbeitung von Klappmechanismen der Flügelspitze.
Flügel hoher Streckung bieten substantielle Vorteile in Bezug auf aerodynamische Effizienz und Reichweite, stellen jedoch gleichzeitig hohe Anforderungen an Struktur und Regelung. Sie gelten als wesentlicher Bestandteil zukünftiger emissionsarmer Luftfahrtkonzepte. Die Integration dieser Technologie in neue Flugzeuggenerationen ist sowohl aus ingenieurstechnischer Sicht, als auch aus klimapolitischer Sicht ein entscheidender Schritt hin zu einer nachhaltigen Luftfahrt.
