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Flugzeugbau: Anregung aus "Star Trek" – lautloses Flugzeug ohne Turbine und Propeller gestartet

Am MIT hat sich ein kleines Flugzeug in die Luft erhoben, dass einen vollkommen neuen Antrieb nutzt. Ein elektrisches Feld ermöglicht ein fast lautloses Flugerlebnis.

Das Modell setzt auf extremen Leichtbau bei großen Auftriebsflächen.

Das Modell setzt auf extremen Leichtbau bei großen Auftriebsflächen.

Am Massachusettes Institute of Technology (MIT) ist das erste Flugzeug gestartet, das keine beweglichen Teile im Antriebsstrang besitzt. Ein Modell ist so immerhin 60 Meter weit geflogen, und zwar aus eigener Kraft. 

Doch auch ohne bewegliche Teile besitzt das Versuchsmodell einen "Motor" – der Antrieb basiert auf dem Prinzip des "ionischen Windes". Bei dem Modell liegt an der Vorderkante des Flügels ein Strom mit einer Leistung von 600 Watt und einer Spannung von 40.000 Volt an. Dieser Strom lädt die Luftmoleküle in der Nähe des Drahtes auf. Einmal aufgeladen werden die Moleküle entlang des elektrischen Feldes von einem zweiten Draht an der hinteren Seite des Flügels angezogen. Aber nicht nur die ursprünglich aufgeladenen Moleküle bewegen sich, sie geben ihre Energie an andere Moleküle weiter und die ganze Wolke bildet einen Strom – eben den ionischen Wind.

Die Form der Flügel, um die der Wind herumgleitet, führt dann zu einem Auf- und Vortrieb des Flugzeuges. Im Alltag wird der ionische Wind bereits bei Ventilatoren ohne Propeller genutzt. Es ist leicht zu erkennen, dass der Antrieb derzeit nur ausreicht, ein sehr leichtes Modell zu bewegen. Das Flugzeug wiegt nur 2,45 Kilogramm bei einer Spannweite von fünf Metern.

Lautlose Starts sind denkbar

Dennoch ist die Technik zukunftsweisend. Ein Antriebssystem ohne bewegliche Teile leidet nicht unter Verschleiß. Es drängt sich auch die Idee eines Solar-Gleiters auf, der den notwendigen Strom auf den Tragflächen selbst erzeugt.

Steven Barrett, Professor am MIT, bekannte, dass die Anregung für das Projekt direkt aus den Science-Fiction-Filmen seiner Kindheit kam. "Ich war ein großer Fan von 'Star Trek', und damals dachte ich, dass die Zukunft so aussehen sollte. Flugzeuge sollten lautlos fliegen, ohne bewegliche Teile - und dabei Blau leuchten. Und bestimmt sollten sie keine Propeller oder Turbinen oder so etwas haben. Also begann ich zu untersuchen, wie die Physik einen Flug ohne bewegliche Teile ermöglichen könnte, und stieß auf ein Konzept, das als ionischer Wind bekannt ist und das erstmals in den 1920er Jahren untersucht wurde."

"Das Konzept hat seit dieser Zeit keine großen Fortschritte gemacht. In den 1950er wurde es erneut untersucht, und die Forscher kamen zu dem Schluss, dass es für Flugzeuge nicht funktionieren würde. Aber ich begann, mich damit zu beschäftigen, und in etwa fünf Jahren verbesserten wir das grundlegende Verständnis, wie man ionische Winde effizient erzeugen kann und wie man diese Sache optimieren kann."

Diese Technik ist anders als die brüllenden Jet-Turbinen weitgehend lautlos und erreicht dennoch das gleiche Verhältnis von eingesetzter Energie und Schub wie Strahltriebwerke.

Lange Wege zu Jets mit diesem Antrieb

Doch dass bald Passagierflugzeuge mit dem Antrieb gebaut werden, ist derzeit nicht zu erwarten. Schneller nutzbar könnte der Antrieb im Bereich von kleinen Drohnen sein.

Barrett möchte, dass der neue Antrieb in Kombination mit herkömmlichen Triebwerken eingesetzt wird. Wenn ein elektro-aerodynamisches Antriebssystem in die Oberfläche eines Flugzeugs integriert wird, könnte der Luftstrom optimiert werden. So würde Kraftstoff eingespart.