Airbus A320 jagt sommerliche Insektenschwärme

COCHSTEDT - Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht an besonders treibstoffsparenden Flügelprofilen der Zukunft. Kehrseite dieser Laminarprofile ist ihre Verschmutzungsanfälligkeit, selbst durch Insekten. Eine Testreihe mit dem DLR-Forschungsflugzeug A320 ATRA über Cochstedt soll den Forschern helfen, ihre künftigen Flügelprofile weniger verschmutzungsanfällig zu bauen.

Noch bis zum 23. Juli finde die außergewöhnliche Flugversuchsreihe über Cochstedt statt, teilte das DLR mit. Dabei fliege das DLR-Forschungsflugzeug Airbus A320 ATRA gezielt im extremen Tiefflug über dem Gelände des Flughafens Magdeburg/Cochstedt und "sammle" Insekten für die aerodynamische Forschung. Im Projekt "InCoVal" (Insect Contamination Validation - Bestägigung der Insekten-Verschmutzung) untersuchten die Wissenschaftler, wie sehr die Tragflächen an der Vorderkante trotz ihrer Abschirmung durch die Vorflügel von Insekten verunreinigt würden. Auch wenn diese Verschmutzung für heutige Tragflächen kein Problem darstelle, werde diese für zukünftige, ultraglatte Hightechflügel zum Problem. Dort würden Insektenanhaftungen zu mehr Treibstoffverbrauch führen. Ein neuartiges Klappensystem, ein vergrößerter, gleichermaßen wirksamer und besser abschirmender Vorflügel, solle dies künftig verhindern.

Weltweit arbeiten Wissenschaftler an der Entwicklung sogenannter Laminarflügel, die unter anderem deutlich glatter als heutige Tragflächen sind und damit einen geringeren Strömungswiderstand aufweisen. Die turbulenzfreie Umströmung gibt den Hightechflügeln ihren Namen. Ihr Einsparpotenzial entfaltet sich nur voll, wenn keine Insektenanhaftungen die laminare Strömung stören. "Um zukünftige Verkehrsflugzeuge mit der Laminartechnologie zu modernisieren, sind besondere Anforderungen an die Oberflächenqualität der Tragflächen ähnlich dem Vorbild der Segelflugzeuge zu stellen", erklärt der DLR-Forscher Dominic Gloß vom Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in Braunschweig. "Wie bei Segelflugzeugen, die regulär mit dem sogenannten Mückenputzer - einer Vorrichtung zur Entfernung von Insektenresten - ausgestattet sind, müssen Verunreinigungen auf der Oberfläche vermieden werden", so Gloß weiter. Dazu messen die Forscher zunächst im Flugversuch mit dem ATRAbei verschiedenen Flugzuständen, wie die Tragflächen durch Insekten verschmutzt werden.

Anschließend nutzt der Luftfahrtingenieur mit seinen DLR-Kollegen die gewonnenen Daten dafür, Strömungsmodelle zu kalibrieren und weiterzuentwickeln. Die Klappen, die während des Starts und der Landung an der Vorderkante des Laminarflügels ausfahren, sollen zukünftig so groß sein, dass sie die Insekten gerade abschirmen ohne die Hochauftriebsleistung zu mindern. Die Hochauftriebsleistung des Klappensystems wiederum ist entscheidend für eine stabile Fluglage in der vergleichsweise langsamenAn- und Abflugphase. Im deutlich schnelleren Flug in großen Höhen sollen die Insektenschutzklappen der Zukunft so eingefahren werden, dass die Luft über eine frei werdende saubere Flügelvorderkannte strömt. Die Insektenanhaftungen sind dann in den Laminarflügel hineingeklappt, der aus modernen besonders leichten Faserverbundmaterialien gebaut wird.

Im Laufe der Flugversuche sammelt DLR-Forscher Gloß die Insektenverunreinigungen auf Klebefolien, die hinter den Vorderkantenklappen auf den Tragflächen aufgeklebt sind. Nach einem Flugtag wandern die Folien direkt ins Labor und werden dort auf Scannern digitalisiert. "Unsere Strömungsmodelle helfen uns dann, die zukünftigen Klappen speziell auf den Insektenbefall hin zu entwerfen", so Gloß.

Für die Flugversuche startet das DLR-Forschungsflugzeug ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) vom Heimatstandort in Braunschweig mit Kurs auf den Flughafen Magdeburg/Cochstedt. "Wir planen insgesamt etwa acht bis zehn Testflüge mit jeweils zehn tiefen Überflügen", sagt DLR-Testpilot Hans-Jürgen Berns. "Diese Manöver sind besonders anspruchsvoll, da wir nur rund 15 Meter hoch mit eingezogenem Fahrwerk über dem Flughafengelände fliegen", so Berns weiter.

Im Sommer 2013 sammelten die Forscher bereits bei ersten Tiefflügen mit dem ATRA Erfahrungen zur Insektenverteilung auf den Tragflächen. Die aktuellen Flugversuche dienen dazu, die Datenbasis zu den Insektenverunreinigungen weiter zu vervollständigen. Auf den Forscher Dominic Gloß und seine Kollegen wartet ab August die Auswertung der Flugversuche. Erste Ergebnisse sollen im Frühjahr 2015 publiziert werden. Neben der Untersuchung der Insektenverteilung auf den Tragflächen testet das DLR-Institut für Flugsystemtechnik mit dem ATRA am Flughafen Magdeburg/Cochstedt ein neues Pilotenassistenzsystem unduntersucht neue Verfahren zur Optimierung der Flugerprobung.