Hochgestreckte, abgestrebe Flügel hat Boeing zusammen mit der NASA viele Jahre lang untersucht. Die vom US-Flugzeughersteller entwickelte Lösung nennt sich Transonic Truss-Braced Wing (TTBW). Eigentlich wollten Boeing und die NASA sogar eine modifizierte MD-90 mit dem Flügelkonzept im Flug erproben, doch das Projekt zum Bau des Experimental-Flugzeugs X-66A wurde 2025 auf Eis gelegt. Boeing entschied sich damals, seine personellen und finanziellen Ressourcen auf die Boeing 737 MAX und Boeing 777X zu konzentrieren.
Seit Mitte 2019 testeten Boeing und die NASA das TTBW-Konzept ausgiebig im Windkanal.
Doch auch das französische Luft- und Raumfahrtforschungsinstitut ONERA zeigte vor einigen Jahren schon mit seinem Konzept Gullhyver einen Entwurf für ein wasserstoffbetriebenes Flugzeug mit abgestrebten Flügeln und Open-Rotor-Triebwerken. Das wird nun im Rahmen des Clean-Aviation-Projekts AWATAR (Advanced Wing MATuration And integRation) näher unter die Lupe genommen. Ein Konsortium unter Führung der ONERA beschäftigt sich seit Anfang 2024 und noch bis Ende 2026 mit Flügelkonzepten für künftige Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge. Beteiligt sind Airbus Operations, Dassault Aviation, der Europäische Transsonische Windkanal (ETW) in Köln, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie weitere Partner aus Industrie und Forschung.
Flügel für den A320-Nachfolger?
Vier zentrale Technologien werden nach Angaben der ONERA im Projekt entwickelt und mittels numerischer Simulation und Windkanalversuchen validiert: ein hochgestreckter, abgestützter Flügel (Strut-Braced Wing), laminare Außenflügel, ein innovatives Vorderkantensystem mit neuartiger Eisverhütung sowie die Integration eines Open-Fan-Triebwerks. Durch eine Verringerung des Widerstands, ein laminartaugliches Enteisungssystem und eine aerodynamisch optimierte Triebwerksintegration sind deutliche Effizienzgewinne zu erwarten. Das Ziel ist eine Verringerung des Blockenergieverbrauchs eines künftigen Standardrumpfflugzeugs (250 Passagiere, 3700 km Reichweite) um 18 Prozent im Vergleich zu einem Flugzeug aus dem Jahr 2020.
Daneben entsteht ein integrierter Flugzeugentwurf für ein wasserstoffbetriebenes Narrowbody-Flugzeug mit Open-Fan-Triebwerken, der alle Technologien zusammenbringt. So kann ihre Wirkung auf Flugzeugebene bewertet werden.
DLR-Institute entwickeln abgestrebten Flügel
Das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in Göttingen hat dabei einen "trockenen" Strut-Braced Wing ausgelegt, bei dem kein Wasserstoff in Flügeltanks gespeichert wird, einschließlich der Integration des Open Fan. Daran arbeitet auch das ebenfalls in Göttingen beheimatete DLR-Institut für Aeroelastik mit.
Zudem hat das DLR für Windkanalversuche im ETW eine Strut-Braced-Wet-Wing-Konfiguration mit Wasserstoffspeicherung im Flügel, aber ohne Triebwerke, entwickelt.
Beim Strut-Braced Wing wird die Tragfläche von einer profilierten Strebe abgestützt. Die Anbindung der Strebe und ihre Profilierung sei für eine feste Planform so ausgelegt worden, dass sowohl im Reiseflug als auch bei maximaler Betriebsmachzahl keine Strömungsablösung auftritt, so das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. Auch werde die maximale erlaubte Strukturbelastung bei einem Betrieb außerhalb des Auslegungspunktes nicht überschritten.
Die beiden DLR-Institute und Airbus haben kürzlich ein Halbmodell des "nassen" Strut-Braced Wing mit 1,7 Metern Spannweite während einer zweiwöchigen Messkampagne im ETW bis an die strukturellen Grenzen getestet, so das DLR. Es sei die erste erfolgreiche Untersuchung einer Strut-Braced-Wing-Konfiguration bei Flug-Reynolds-Zahlen und transsonischen Mach-Zahlen in Europa. Die gewonnenen Daten zu Druckverteilungen, Verformungen und aerodynamischen Lasten seien wichtig zur Validierung der für den Entwurf und die Nachrechnung eingesetzten numerischen Verfahren. Diese Verfahren würden anschließend für die Auslegung der Strut-Braced-Dry-Wing-Konfiguration mit integriertem Open-Fan und laminarem Außenflügel eingesetzt.
