Mit dem Airbus A380 ist erst einmal, was Größe und Masse angeht, eine Obergrenze in der zivilen Luftfahrt erreicht. Wie geht es weiter? Was sind die Trends in der Luftfahrtforschung? Welchen Herausforderungen muss sich die Fliegerei in den kommenden Jahren stellen?

Wolfgang Birkenstock warf mit Prof. Rolf Henke, beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) seit 2010 als Vorstand für den Bereich Luftfahrt zuständig, einen Blick auf die aktuellen und zukünftigen Themen der Luftfahrtforschung. Henke arbeitete von 1985 bis 2006 bei Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) bzw. Airbus in unterschiedlichen Führungspositionen, zuletzt als Leiter der Airbus-Hochauftriebstechnologie. 2006 bis 2010 war Henke Professor für Luft- und Raumfahrttechnik an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen und Leiter des dortigen Instituts für Luft- und Raumfahrt (ILR).

Internationale Luftfahrt-Ausstellung in Berlin. Foto: Wolfgang Birkenstock

Herr Prof. Henke, zunächst einen Blick in die Vergangenheit: Was waren für Sie die größten Entwicklungssprünge in der Luftfahrt? Die Meilensteine, die die Luftfahrt vorangebracht haben.

Henke: Oh . . . das ist eine interessante Frage. Der Klassiker, auf den man sofort kommt, ist das Jet-Age, als man Mitte der 50er Jahre den Propeller durch das Düsentriebwerk ersetzt hat. Das war sicher eine gewaltige Entwicklung. Sie wissen vielleicht, dass ich ein Fan von Hugo Junkers bin, und was Junkers schon in den 20er Jahren gemacht hat, dass er die Druckkabine erfunden hat, dass er ein Höhenflugzeug für bis zu 30 km Höhe gebaut hat, dass er Metall in den Flugzeugbau reingebracht hat, was vorher undenkbar war, all das waren geniale Entwicklungen, die die Luftfahrt in den 20er und 30er Jahren sehr weit gebracht haben. Dann kam der Sprung mit dem Jet-Triebwerk. Seitdem haben wir immer mal wieder große Errungenschaften wie GLARE bei der A380, das Rumpfmaterial, wo Metalle und Verbundwerkstoffe zusammen kommen. Was ich faszinierend finde ist, wie viel schon vor 100 Jahren stattgefunden hat.

Was sind aktuell die größten Herausforderungen in der Luftfahrt?

Henke: Die primäre Herausforderung ist, das Wachstum, was wir haben könnten, auch zu realisieren. Das können wir nur, wenn wir mit dem Lärmproblem fertig werden. Ich glaube, der Schlüssel zu allem wird die Lärmfrage sein.

Sind das, wenn wir in die Zukunft schauen, auch die Fragen, die sich in den nächsten Jahrzehnten stellen?

Henke: Wahrscheinlich müssen wir gar nicht so weit in die Zukunft gehen. Wenn wir in den nächsten zehn bis 15 Jahren über ein richtig neues Flugzeug nachdenken, wird es diese Frage zu einem großen Teil beantworten müssen.

Das europäische Luftfahrtforum ACARE hat auf der Internationale Luftfahrt-Ausstellung ILA in Berlin eine Forschungsagenda vorgestellt. Deckt sich das, was dort abgebildet ist, mit den Herausforderungen, die Sie eben skizziert haben?

Henke: Ich durfte die Agenda ja mit formulieren, daher können Sie davon ausgehen, dass sich das deckt (lacht). Es sind ja nicht meine persönlichen Erkenntnisse, das sind Dinge, die über Jahre gereift sind.

Die zivilen Verkehrsflugzeuge sehen seit Beginn des Jetzeitalters Anfang der 60er Jahre - Boeing 707, Douglas DC-8 - im Prinzip gleich aus. Runder Rumpf, Tiefdecker-Auslegung, Triebwerke unter den Flügeln. Gibt es da gar keine neuen Konzepte? Oder hat die klassische Auslegung so viele Vorteile?

Henke: Beides! Ja, es gibt neue Konzepte, über die immer wieder nachgedacht wird. Andererseits haben wir gerade eine unglaublich ausgereifte Konfiguration. Der Zylinderrumpf macht Sinn, weil er druckbeaufschlagt und der Zylinder nach der Kesselformel keine ganz schlechte Idee ist. Ein Flügel macht ganz viel Sinn zur Auftriebserzeugung, man braucht den Vortrieb durch das Triebwerk.

Ich vergleiche es gerne mit dem Ottomotor. Der ist ja auch nicht die intelligenteste Art, thermische in mechanische Energie umzusetzen. Aber die ganze Mischung, die wir heute bei den Flugzeugen haben, ist dermaßen ausgereift, im Materialbereich, in der Steuerung, in der Elektronik. Es wird schwer, dagegen anzukommen. Wenn wir rein auf die Effizienz setzen, sind die heutigen Flugzeuge schon ganz gut. Ob aber die neuen Anforderungen, die wir eben angesprochen haben, damit erfüllt werden können, das ist fraglich.

Ein Riesensprung vorwärts lässt sich mit dieser Konfiguration nicht mehr vollbringen.

Henke: Da kommen wir wieder zur Lärmfrage zurück. Die Dinger, so wie sie heute sind, schleppen ihre Probleme mit sich rum. Wenn wir fundamental weiter kommen wollen, dann wird das mit der Konfiguration nicht mehr einfach möglich sein.

Es gibt ja andere Konzepte wie Nurflügel-Modelle. Das DLR hat vor einigen Jahren mit dem Projekt VELA (Very Efficient Large Aircraft) solche Konfigurationen untersucht. Wurde die Forschung auf diesem Gebiet eingestellt?

Henke: Nein. Wir sind immer noch am Nurflügler dran, nur muss man sagen, das ist im Wesentlichen eine Langstrecken-Technologie. Das Verhältnis Auftrieb zu Widerstand ist sehr innovativ, richtig gut. Um die 25% besser als heutige Konfigurationen. Dieser gute Wert ist vor allem auf der Langstrecke entscheidend. Bei Flugzeugen, die schnell starten und landen müssen, ist das nicht so wichtig. Aber ein Langstreckenflugzeug suchen wir gerade nicht. Wir sind auf der Suche nach dem nächsten Kurz- und Mittelstreckenflugzeug als Nachfolger für die Boeing 737 und den Airbus A320. Insofern lernen wir immer mehr über die Blended-Wing-Bodys und Nurflügler, und arbeiten auch daran, auch in Partnerschaften, aber das ist nicht das Flugzeug, das wir vermutlich als nächstes sehen werden.

Was wird das sein?

Henke: Das wird ein Flugzeug sein, das unter anderem den Lärm und auch andere Probleme lösen können muss. Ein Kurz-, höchstens Mittelstreckenflugzeug, das aber dann mit neuen Fähigkeiten ausgestattet ist. Und das auch anders aussehen muss und wird.

Wie könnte es aussehen?

Henke: Wenn ich das wüsste . . . (lacht). Man kann sich ein paar Sachen überlegen, was es können muss. Die meisten Flughäfen operieren bei 90% ihrer Kapazitätsgrenze. Wenn wir da weiter kommen wollen, brauchen wir auf den Flughäfen kürzere Bahnen. Wir benötigen also ein Flugzeug, das kurzstartfähig ist. Das, sagen wir mal, mit 150 Passagieren mit 1000 Meter Piste auskommt. Dabei muss man dem Flugzeug helfen. Es braucht also die entsprechenden Klappensysteme an den Flügelvorder- und -hinterkanten. Es braucht eine aktive Strömungskontrolle, indem man über die Klappen bläst - also eine andere Triebwerksanordnung. Ein paar Sachen kann man also ahnen, die wahrscheinlich kommen werden, aber wie es genau aussehen wird, weiß ich nicht.

Ein wichtiger Punkt ist, dass die ganzen Bodenprozesse integriert werden müssen. Wie komme ich denn ins Flugzeug hinein? Vielleicht fällt uns da mal was Schlaueres ein. Dass wir zum Beispiel mit dem Taxi ans Flugzeug heranfahren, mit Gepäck, und geben das an speziellen Stellen im Flugzeug auf. Vielleicht haben wir auch mal einen 100-Sitzer, der trotzdem zwei Gänge hat und nicht nur einen. Wir müssen also nicht nur den Transport in der Luft betrachten, sondern ebenso über die Abläufe am Boden nachdenken. Und die haben dann auch Einfluss auf die Konfiguration des Flugzeuges.

Ein wichtiger Punkt ist, dass die ganzen Bodenprozesse integriert werden müssen. Wie komme ich denn ins Flugzeug hinein? Vielleicht fällt uns da mal was Schlaueres ein. Dass wir zum Beispiel mit dem Taxi ans Flugzeug heranfahren, mit Gepäck, und geben das an speziellen Stellen im Flugzeug auf. Vielleicht haben wir auch mal einen 100-Sitzer, der trotzdem zwei Gänge hat und nicht nur einen. Wir müssen also nicht nur den Transport in der Luft betrachten, sondern ebenso über die Abläufe am Boden nachdenken. Und die haben dann auch Einfluss auf die Konfiguration des Flugzeuges.

Sie haben auf der ILA in Berlin ein Abkommen mit den Amerikanern über Luftfahrtforschung mit dem Schwerpunkt Flugmanagement abgeschlossen. Geht das in diese Richtung?

Henke: Da geht es mehr um die Frage, wie man die Flugzeuge, die man heute hat, besser führen kann. Wir haben, ohne despektierlich sein zu wollen, ein relativ altes System, was aber sicher ist.

Es geht da also zum Beispiel um den Anflugwinkel . . .

Henke: Genau. ILS, drei Grad, das ist so ein Klassiker. Jetzt haben wir GPS und Galileo, wir können also auch mit anderen Anflugverfahren arbeiten. Das ist der Bereich des ATM - Air Traffic Management. Das ist das, was wir mit der NASA zusammen untersuchen wollen. Spezieller Fokus dabei: Wie können wir einen grüneren Betrieb erreichen. Mit welchen Flugrouten müssen wir fliegen, um bestimmte empfindliche Höhen zu meiden, wo es zum Beispiel zu Kondensstreifen kommen kann. Das verlangt eine andere Führung, das sogenannte CDA - Continuous Descent Approach, womit wir einen leisen Anflug hinkriegen, der sehr stark von den Eigenschaften des jeweiligen Flugzeugs abhängt. Wie kann ich das in den Luftverkehr integrieren? Und noch einen Schritt weiter: Wie kann ich UAV, also unbemannte Systeme, in den Luftraum integrieren? Das sind typische Fragen, die wir uns zusammen mit der NASA stellen werden.

Welche Kompetenzen bringt das DLR in die Kooperation ein?

Henke: Wir sind die größte Forschungsanstalt dieser Art in Europa. Und das sind wir nicht durch Zufall. Wir haben an 16 Standorten 32 Institute und Einrichtungen mit 7300 Leuten. Ich glaube schon, dass da relativ viel Kompetenz vorhanden ist. Wir haben die größte und modernste Forschungsflotte, streckenweise sogar der NASA überlegen oder zumindest an vielen Stellen ebenbürtig. Ich glaube, dass wir mit der NASA zusammen im Luftfahrtbereich zwei Partner haben, die sich durchaus in Augenhöhe miteinander unterhalten können.

Und speziell im Bereich des Luftfahrtmanagements?

Henke: ATM haben wir zusammen mit unseren niederländischen Partner im NLR einen Zusammenschluss gegründet, wo sich die beiden größten Institutionen in Europa zusammengefunden haben und gemeinsam Air Traffic Management betreiben. Da sind wir in Europa sicher führend. Was die NASA macht, das kennen wir auch alles sehr gut. Die NASA ist an uns als Partner interessiert. Auch da, denke ich, sind wir gut miteinander unterwegs.

Wir waren eben bei den Kurzstreckenflugzeugen, die nächsten Modelle, die neu eingeführt werden. Da gibt es erst einmal die Zwischenstationen Airbus A320neo und Boeing 737 MAX, die ja im Wesentlichen von ihren neuen Triebwerken profitieren, um ihre Ziele in Sachen Sparsamkeit zu erreichen . . .

Henke: Genau das.

Die 320neo nutzt zum Teil das Pratt & Whitney-Modell PW1000G mit Getriebefan. Wo geht es hin bei den Triebwerken? Was macht das DLR auf diesem Gebiet? Gibt es auch Ideen, die über das Aktuelle hinausgehen?

Henke: Was wir natürlich sehr intensiv machen, ist das, was wir heute haben, auf eine gute Weise evolutionär weiterzuentwickeln. Zum Beispiel höhere Temperaturen, Wärmerückgewinnung, rekuperative Triebwerke . . .

Rekuperativ heißt: Mit Wärmetauschern?

Henke: Genau. Der Getriebefan war eine sehr logische Entwicklung. Rolls-Royce hat das Dreiwellentriebwerk. Das ist alles eine relativ kontinuierliche Entwicklung. Andere Kühlkanäle, andere Beschichtungen, Spaltkontrolle, neue Materialien, um höhere Temperaturen gewährleisten zu können . . .

Höhere Temperaturen heißt: In der Brennkammer, um den thermodynamischen Kreislauf zu verbessern?

Henke: Ganz genau. Das sind also die Register, die man in der Vergangenheit schon gezogen hat, die man heute zieht und wo auch noch Musik drin ist. Wo man noch einiges rausholen kann.

Wie viel Musik? Kann man das quantifizieren?

Henke: Nein! Da würde ich mich zu weit aus dem Fenster lehnen.

Fünf Prozent, zehn Prozent . . .

Henke: Schon noch im zweistelligen Prozentbereich. Aber das ist hart umkämpft, das fällt nicht mehr vom Himmel. Wenn Sie da auch nur wenige Grade mehr machen wollen, müssen Sie sich im Materialbereich eine Menge einfallen lassen. Ein Beispiel: Titan wird ab 900 Grad weich. Wenn wir von Brennkammeraustrittstemperaturen von 1400 bis 1500 Grad reden, wollen aber gerne noch mit Titan arbeiten, dann muss das mit Keramik beschichtet sein. Da sind noch eine Menge Fragestellungen, die nicht mehr ganz trivial sind.

Die Triebwerke werden immer größer. Der Wirkungsgrad wächst fast linear mit dem Durchmesser. Werden wir also immer größere Triebwerke sehen oder sagen wir irgendwann, das macht keinen Sinn mehr, da sie auch immer schwerer und komplexer werden? Das ist eine konfigurative Frage: Was ist das beste Triebwerk für ein bestimmtes Flugzeug? Da müssen wir uns noch eine Menge Gedanken machen.

Die Frage ist, wo geht die Reise insgesamt hin bei den Triebwerken. Open Rotor ist so ein Thema, das in aller Munde ist. Das ist Ende der 80er Jahre von Allison untersucht worden. Es gibt heute große EU-Projekte, die sich mit dem Thema beschäftigen. Open Rotor hat einen Riesenvorteil, weil er sehr sparsam ist.

Das liegt am großen Nebenstromverhältnis.

Henke: Ja, das geht über das große Nebenstromverhältnis. Der Propeller per se hat ja schon ein großes Nebenstromverhältnis. Durch die zwei gegenläufigen Propeller hat Open Rotor auch kein Problem mit dem Drehmomentenausgleich, läuft eigentlich sehr ruhig. Nachteil ist, dass er laut und schwer ist.

Der Lärm ist gerade das Zukunftsthema, das Sie eben angesprochen haben.

Henke: Genau. Also ist es fraglich, ob wir so ein Ding an einem Kurzstreckenflugzeug sehen werden. An einem Langstreckenflugzeug wiederum macht Open Rotor weniger Sinn, weil er langsamer ist als ein Jet-Triebwerk. Also ist auch hier die Frage, ob wir das Ding in der Form sehen oder vielleicht doch eine Modifikation des Open Rotors. Da hat es witzigerweise schon in den 80er Jahren Ideen gegeben, das Ganze wieder zu ummanteln. Das ist sicherlich eines der Konzepte, die man sich jetzt wieder genauer anguckt.

Warum wieder? Lange hat man nichts davon gehört.

Henke: Sie brauchen Druck, Dinge entwickeln sich nur auf Druck. Und jetzt gerade ist der Druck sehr hoch, weil der Kraftstoff sehr teuer ist. Und es ist nicht abzusehen, dass er wieder preiswerter wird. Wir haben vielleicht in der Vergangenheit mehr auf Prozesse geguckt, haben gute Produktionsverfahren entwickelt. Aber wir müssen jetzt wieder zunehmend auf Technologien gucken, die Kraftstoff einsparen. Dann kommen solche Dinge, die man mal untersucht hat und eine Weile hat liegen lassen, zurück.

Ich habe da noch etwas, was vor ein paar Jahren in war und dann liegengeblieben ist: Wasserstoff als alternativer Kraftstoff. In den 90er Jahren wurde im Projekt „Cryoplane“, an dem auch Airbus beteiligt war, getestet, ob und wie Wasserstoff als alternativer Treibstoff genutzt werden kann. Da wurde eine Dornier Do 328 umgerüstet . . .

Henke: Sollte! Ist nicht geflogen. Tupolew ist mit Wasserstoff geflogen und waren die einzigen bisher.

Die Antares H2 fliegt mit einer Brennstoffzelle. Foto: Wolfgang Birkenstock

Jetzt kommt Wasserstoff über die Brennstoffzelle hinten herum doch wieder ins Gespräch. Die DLR fliegt die Motorsegler Antares H2/H3 mit Brennstoffzellen-Antrieb. Ist das eher das Konzept für die Zukunft, wenn man an Wasserstoff denkt? Anstatt den Wasserstoff direkt im Triebwerk zu verbrennen.

Henke: Die Brennstoffzelle ist sicher eines der Konzepte für die Zukunft. Man kann sich fragen, ob die Brennstoffzelle oder die Batterie das Rennen machen wird. Beide sind doch relativ ähnlich in dem, was sie tun, um mehr elektrische Energie an Bord zu bekommen. Da mache ich sofort einen Haken dran. Was die direkte Verbrennung angeht, also den Ersatz der Kerosin- durch Wasserstofftriebwerke . . . also nicht so ganz schnell. Mein hochgeschätzter Vorgänger, Prof. Szodruch, hat vor fünf, sechs Jahren mal gesagt, wir werden den ersten Demonstrator um 2050 herum sehen. Ich denke, dass seine Einschätzung nicht ganz falsch ist. Man hat beim Wasserstoff einen sehr hohen Brennwert, das ist alles Klasse, aber man hat ein riesiges Volumen. Also müsste man den Wasserstoff unter hohem Druck lagern, das wird schwierig. Oder man müsste ihm das Volumen spendieren, dann wird der Luftwiderstand zu groß. Wasserstoff für die Brennstoffzelle: Wunderbar. Aber als direkter Antrieb: Nicht so ganz schnell.

Die Schwierigkeiten mit dem Volumen des Wasserstoffs sind 2050 die gleichen. Was wird dann anders sein?

Henke: Ich denke, dass wir in vielen anderen Bereichen, was beispielsweise das Material betrifft, weiter kommen. Dass wir mit den Supraleitungen weiterkommen, dass wir sparsamer mit dem Strom umgehen und an einigen Stellen weniger brauchen als heute. Da werden Technologien so zusammenfließen müssen, dass wir auch im Antriebsbereich zu anderen Lösungen kommen.

In welchem Leistungsbereich sind Brennstoffzellen-Antriebe denkbar? Würde das für einen kleinen Airbus reichen?

Henke: Jetzt und heute: Definitiv nein. Um die Größenordnungen zu nennen: Wir schaffen heute mit der Brennstoffzelle so um die 100 kW, wir reden beim Airbus von einem Triebwerk von um die 50.000 PS (=37.300 kW).

Aber perspektivisch ist das denkbar?

Henke: Es fällt mir schwer, mir das vorzustellen. Mir sagen die Experten, dass es so wäre. Aber da werde ich längst im Ruhestand sein. Ich werde das mit Interesse verfolgen.

Haken wir den Wasserstoff ab. Welche anderen Alternativen zu Kerosin sehen Sie? Biomasse-to-Liquid oder Gas-to-Liquid?

Henke: Bei Bio bin ich etwas zögerlich, obwohl das DLR da stark involviert ist. Ich bevorzuge das Stichwort „alternative Kraftstoffe“. Es gibt Stimmen, die sagen, dass wir in absehbarer Zeit, in zehn oder 15 Jahren, eine Menge Strom über haben werden. Auch in Deutschland. So dass so etwas wie die Fischer-Tropsch-Synthese oder andere Verfahren zur Kohleverflüssigung doch wieder an Bedeutung gewinnen können.

Und der große Vorteil der alternativen Kraftstoffe ist, dass wir ihnen Eigenschaften mitgeben können. Wir können uns da Design-Kraftstoffe züchten. Micropartikel zum Beispiel, die hinten aus dem Triebwerk rauskommen, die Keimzellen für Kondensstreifen sind, die können wir uns anders vorstellen, anders designen. Da können wir noch eine Menge leisten und arbeiten beim DLR sehr intensiv daran.

Können die Triebwerke unverändert übernommen werden, wenn alternative Kraftstoffe verwendet werden?

Henke: Ja. Nur wenn wir an die Design-Geschichte rangehen, müssen wir überlegen, ob es nicht schlauer ist, wenn wir dem Triebwerk auch gleich andere Eigenschaften mitgeben. Dann kann es sein, dass man es auch ein bisschen verändern und anpassen würde. Aber zurzeit ist das eine direkte Substitution ohne Veränderung der Triebwerke.

Aktuelle Triebwerke: „Eine sehr vernünftige Angelegenheit“. Foto: Wolfgang Birkenstock

Bei allen Entwicklungsstufen, die die Triebwerke durchgemacht haben – letztendlich ist es immer noch eine Gasturbine, wie sie Frank Whitle und Pabst von Ohain in den 30er Jahren entwickelt haben.

Henke: (lacht) Sag ich doch . . .

Gibt es auch Ansätze für eine komplett anderes Antriebskonzept?

Henke: Ein Triebwerk bewegt mit seinen drehenden Teilen Luft, stößt sie nach hinten und aus dem Massenstrom wird Schub. Das kennen Sie alles. Diese Art der Schuberzeugung hat sich bewährt. Da würde ich momentan noch nicht einmal den Bedarf sehen, etwas Neues zu machen, weil das jetzt schon mit einem hohen Wirkungsgrad versehen ist.

Schwierig wird es, wenn wir andere Eigenschaften wollen, wenn wir zum Beispiel hohe Geschwindigkeiten wollen. Dann kommen wir erst einmal auf RAM- und Scramjets, das kann nun einmal eine Turbine nicht leisten. Aber wenn wir in dem Bereich arbeiten, in dem sich heutige Verkehrsflugzeuge bewegen, ist so ein Triebwerk schon eine sehr vernünftige Angelegenheit. Über die Größe kann man sich unterhalten oder über Wärmetauscher, aber die grundsätzliche Art der Schuberzeugung, die ist schon nicht ganz schlecht.

Aerodynamik, Antrieb - bleibt noch die Gewichtsreduzierung, um die Effizienz des Fliegens zu verbessern . . .

Henke: Und die Konfiguration! Das hatten wir vorhin kurz angeschnitten, als wir über kurzstartfähige Flugzeuge sprachen. Das ist ja nicht nur die Aerodynamik. Die Konfiguration des Flugzeuges muss sich an seine Fähigkeiten anpassen. Ist der Flügel oben oder unten, das Triebwerk vorne oder hinten, große Triebwerke, kleine Triebwerke, integrierte Triebwerke, die über die Struktur verteilt sind. Da ist auch noch viel rauszuholen, bei allen Themen. Im Bereich der Umweltverträglichkeit, beim Gewicht, bei der Zuverlässigkeit, beim Lärm. Die Konfiguration spielt eine mitentscheidende Rolle. Aber Sie waren ja beim Gewicht . . .

Die aktuellen Entwicklungen Airbus A350 und Boeing 787 haben in der Struktur einen Anteil von um die 70% an Faserverbundwerkstoffen. Ist das noch zu steigern?

Henke: Wenn Sie nicht an 100% sind, ist alles steigerbar . . . (lacht)

Klar, aber es ist die Frage, ob beispielsweise bei hoch belasteten Teilen weiterhin Metalle eingesetzt werden müssen.

Henke: Es gibt zum Beispiel die Firma Mitsubishi, die ihren MRJ, den Mitsubishi Regional Jet, aus Metall baut. Metall hat den Vorteil, man kennt es, und Metall verzeiht auch relativ viel. Es gibt Entwurfsphilosophien, die sagen, alles muss schwarz sein, alles muss aus CFK sein. Das ist sicher nicht der Fall. Wenn man sich mal mutig aus dem Fenster hängt: Ein CFK-Flügel macht ganz viel Sinn. Nicht so sehr des Gewichtes wegen, sondern wegen der sogenannten nichtinsentropen Eigenschaften, das heißt, dass die Eigenschaften des Materials in eine bestimmte Richtung gehen. Das kann man nutzen, um die Verbiegung des Flügels zu steuern.

Beim Rumpf kann man sich überlegen, was die beste Wahl ist. Da würde ich persönlich auf hybride Werkstoffe setzten, wie zum Beispiel GLARE bei der A380. Da geht es ja auch um Themen wie die elektrische Leitfähigkeit im Falle von Blitzeinschlägen. Wir müssen die Eigenschaften des jeweiligen Materials besser nutzen als wir das heute tun, und sehr gut überlegen, wo welches Materials sinnvoll ist. 100% CFK ist sicher nicht die Lösung.

Bei der neuen A350 verwendet Airbus kein GLARE. Sie sagte gerade, das ist so ein toller Werkstoff mit allen möglichen Vorteilen. Sieht Airbus das anders oder sind die Anforderungen bei einem Mittelstreckenflugzeug andere?

Henke: Letzteres! Man wollte bei Airbus sicher diesen CFK-Weg konsequent weitergehen, was auch sehr vernünftig ist. Das heißt ja nicht, dass GLARE tot ist, auch daran wird weiter gearbeitet. Aber es geht nicht unbedingt um GLARE als spezifischen Werkstoff, sondern generell um hybride Werkstoffe. Da ist noch eine Menge Musik drin, die wir noch gar nicht bis zum Ende erforscht haben.

Das DLR hat in Stade vor einigen Wochen einen Forschungsautoklaven in Betrieb genommen, in dem große CFK-Bauteile ausgehärtet werden können.

Henke: Das stimmt.

Was sind die Forschungsschwerpunkte im Bereich der Faserverbundwerkstoffe? Was macht das DLR in diesem Bereich?

Henke: Da geht es nicht nur um die Luftfahrt, sondern gerade in Stade auch um das Thema Windkrafttechnik. Da können wir die Fähigkeiten aus der Luftfahrt, im Bereich des Entwurfs, der Aeroelasitk, der Aerodynamik, der Struktur bis hin zur Bauweise in Composit, gewinnbringend in die Windkraftforschung einbringen.

Wir gucken speziell bei dem Forschungsautoklaven, wie man die Temperaturführung so intelligent machen, dass man große Bauteile zügig in die Produktion bringen kann.

Warum dauert die Entwicklung moderner Flugzeuge immer viel länger als geplant? Zum Teil drastisch länger. Airbus war mit der A380 mehr als zwei Jahre im Verzug. Boeing macht es mit dem Dreamliner nicht besser. Sind Flugzeuge heute zu komplex?

Henke: Da steht mir nur bedingt eine Antwort zu, weil das industrielle Konzepte sind, die dahinterstecken. Ein Stichwort ist das Risk-Management. Beide Firmen, Boeing wie Airbus, haben aus gutem Grund gesagt, wir beteiligen unsere Ausrüster mehr am Entwicklungsrisiko, indem dort ganze Bauteile eigenverantwortlich entwickelt werden. Das sind Konzepte, die für beide Seiten so neu sind, dass man eine Menge Lehrgeld bezahlen muss. Über alles andere mag ich hier nicht spekulieren.

Die Concorde wurde 2003 außer Dienst gestellt. Ist es denkbar, dass der Überschall-Luftverkehr wiederkommt, oder überwiegen die Nachteile wie der hohe Treibstoffverbrauch oder der Überschallknall?

Henke: Nein, das glaube ich nicht. Ich denke im Gegenteil, dass ein Markt dafür vorhanden wäre. Die Leute, die heute Business- und First-Class-Tickets kaufen, wären vielleicht auch bereit, Geld für ein Überschall-Ticket zu bezahlen. Die Probleme des Überschalls kann man in den Griff kriegen. Sei es das Triebwerk, sei es der Überschallknall. Die Amerikaner haben beim Quiet Spike-Projekt einen kräftigen Knall so weit in viele kleinere aufgespalten, dass die nicht mehr ganz so viel Schaden anrichten. Ich denke, für ein Überschallflugzeug mit einer Größenordnung von 30 bis 50 Sitzen und etwa Mach 1,6 bis Mach 2,0 wäre Raum und Bedarf da. Die Frage ist, wer es denn bauen soll. Und das ist zurzeit nicht absehbar.

Macht das DLR in diesem Bereich etwas?

Henke: Auf jeden Fall. Auch da nicht allein, sondern in Kooperation zum Beispiel mit der JAXA, unseren japanischen Partnern.

Von den ganz schnellen zu den eher langsamen Fluggeräten, den Hubschraubern. Bei einigen Projekten geht es darum, die Fluggeschwindigkeit zu erhöhen. Bell und Boeing haben für das US-Militär das Kipprotormodell V-22 Osprey entwickelt. Die Italiener haben ein ähnliches Muster für den zivilen Bereich . . .

Henke: Die AW609 . . .

Neue Konzepte bei den Hubschraubern? Foto: Wolfgang Birkenstock

Genau. Und Eurocopter hat vor zwei Jahren die X3 vorgestellt. Wo geht es hin im Bereich Hubschrauber?

Henke: Eins haben Sie noch gar nicht erwähnt: Die Elektrohubschrauber. Man möchte den Hubschrauber zwar schneller haben, aber so wichtig ist das bei den meisten Einsätzen nicht unbedingt. Die Reichweite eigentlich auch nicht. Da kommt man mit ein paar hundert Kilometern aus. Man kann einen Hubschrauber auf mehr züchten, aber wenn man davon ausgeht, dass Reichweite und Geschwindigkeit bei bestimmten Einsätzen nicht das Problem sind, dann kann man relativ schnell über elektrische Hubschrauber nachdenken. Das ist ein Bereich, von dem ich denke, dass er ganz spannend ist, weil die Restriktionen, die man bei den Starrflüglern hat, da nicht ganz so schlimm sind. Man kann sich zum Beispiel Konzepte überlegen, wie man nachts fliegen kann. Dem Elektrohubschrauber würde ich schon Potenzial einräumen. Ansonsten: Immer Geschwindigkeit und gerne ein bisschen mehr Reichweite.

Eurocopter hebt hervor, wie simpel das Konzept des X3 gegenüber dem Kipprotor doch ist.

Henke: Na ja, ganz so simpel ist das nicht, wenn Sie zwei drehende Propeller im Abwind eines anderen haben. Das Grundkonzept ist tatsächlich nicht neu. Das hat Fairey schon vor vielen, vielen Jahren gemacht.

Womit wir fast wieder am Anfang wären. Ich bedanke mich.

Henke: Gerne.