Blended Wing Body: Zukunft der Passagierflugzeuge?

Flugzeuge sind Meisterwerke der Ingenieurskunst. Sie nutzen die Prinzipien der Aerodynamik, um trotz ihres Gewichts Auftrieb zu erzeugen und den Luftwiderstand zu minimieren. Moderne Flugzeuge erreichen das durch ihre Tragflächen, während der Rumpf und andere Teile, wie Triebwerke und Leitwerk, den Luftwiderstand erhöhen und die perfekte Aerodynamik stören. Wie ideal wäre es also, das gesamte Flugzeug als eine einzige Auftriebshilfe zu gestalten? Ein großer fliegender Flügel, in dem alles integriert ist – der sogenannte Nurflügler – diese Idee faszinierte Ingenieure schon vor über hundert Jahren: Bereits 1910 meldete der deutsche Flugzeugkonstrukteur Hugo Junkers sein Nurflügel-Patent an, das 1912 veröffentlicht wurde.

Und Junkers beließ es nicht bei der Theorie: Schon 1929 brachte er das damals größte Verkehrsflugzeug an den Start: die riesige Junkers G 38. Ihr sogenannter „dicker Flügel“ – mit 44 Metern Spannweite – konnte neben Motoren und Treibstofftanks auf jeder Seite noch sechs Passagiere unterbringen, die eine hervorragende Aussicht nach vorn hatten. Klassische Nurflügler gibt es heute nur beim Militär, wie die US-Tarnkappenbomber Northrop B-2 und B-21. Sie verzichten auf ein gesondertes Höhen- und Seitenleitwerk und vereinen Rumpf und Tragflächen in einer fließenden Form, die einem Flügel ähnelt.

Blended Wing Body für Passagierflüge

Für die zivile Nutzung bietet sich eine Zwischenform aus Nurflügler und üblichem Flugzeug an, der sogenannte Blended Wing Body (BWB). Dieses Konzept verbindet die herkömmliche Kombination aus Röhre und Flügel mit den Eigenschaften des Nurflüglers. Beim BWB dominiert ein abgeflachter, aerodynamisch geformter Rumpf, der fließend in den Flügel übergeht. Solche Flugzeuge wurden bisher nur als verkleinerte Experimentalflugzeuge im Modell erprobt, wie die X-48 von NASA und Boeing, die Maveric von Airbus oder die BWB-300 des chinesischen Herstellers Comac.

Seit 2021 arbeitet das US-Start-up JetZero an einer neuen BWB-Generation, dem Pathfinder. Mit Finanzierung durch die US-Luftwaffe, die NASA und die US-Luftfahrtbehörde FAA ist dies das konkreteste Projekt einer neuen Form für Passagierflugzeuge. Der Pathfinder soll etwa 250 Passagiere befördern und den Markt bedienen, in dem bisher die Boeing-Typen 767 und 787-8 unterwegs sind.

2030 soll der Pathfinder mit Passagieren starten

Im Entwurf von JetZero soll das Flugzeug nicht länger sein als aktuelle Schmalrumpfjets, wie die A321 von Airbus oder die Boeing 757, jedoch eine beeindruckenden Flügelspannweite von 58 Metern haben. Hersteller ist Scaled Composites, bekannt für das weltgrößte Flugzeug Stratolaunch sowie die Träger- und Raumflugzeuge von Virgin Galactic. Ein verkleinertes Demonstrationsmodell des Pathfinders ist bereits im Bau und soll 2027 seinen Erstflug absolvieren. Die Indienststellung ist für 2030 geplant.

Dabei wird zwar die Flugzeugform revolutionär sein, die dahinterstehende Technik jedoch nicht: „Wir werden uns stark auf bestehende Bauteile stützen. Die große Innovation ist das Flugzeug selbst“, erklärt Tom O’Leary, CEO und Mitgründer von JetZero. „Dadurch, dass wir schon vorhandene und zertifizierte Komponenten, wie Turbofan-Triebwerke für Schmalrumpfflugzeuge, verwenden, beschleunigen wir den Entwicklungsprozess.“ Beim Basismodell hat sich JetZero für das Pratt & Whitney PW2043 entschieden.

Wasserstofftanks im BWB leichter unterzubringen

Auch Alaska Airlines und der britische Billigflieger easyJet setzen für die Zukunft auf den BWB. „Er bietet das Potenzial, die Effizienz zu maximieren und dabei Treibstoffverbrauch und Emissionen um bis zu 50 Prozent zu senken“, erklärt David Morgan, Chief Operating Officer von easyJet. „Die Möglichkeit, den Pathfinder in Zukunft auch mit Wasserstoff zu betreiben, spielt eine wichtige Rolle.“ Die geschwungene Form des BWB kann nämlich voluminöse Wasserstofftanks platzsparender aufnehmen. „Das bietet Airlines wie easyJet die Chance, mit einem etwas größeren Flugzeug Wasserstoff und die gleiche Anzahl an Passagieren wie heute zu befördern“, so O’Leary.

Die Airline-Partner müssen klären, wie die Abfertigung des Pathfinders auf Flughäfen aufgrund der erheblichen Flügeldimensionen ablaufen könnte. „Man kann kein Großraumflugzeug an einem easyJet-Terminal abfertigen“, sagt O’Leary, „aber mit dem Pathfinder ist das möglich. Man muss vielleicht die Leitlinien am Boden und die Fluggastbrücken verschieben, aber es wird im gleichen Terminal stattfinden.“ Er ist sich sicher: „Die Einführung des BWB kann nicht am Widerstand scheitern, neue Linien auf das Vorfeld zu malen.“

BWB als Tankflugzeug – ein Nischenmarkt

Es kann gut sein, dass der BWB zunächst keine Flugpassagiere befördert, bis die vielen Hürden für den Alltagsbetrieb überwunden sind. „Die US Air Force hat wiederholt Interesse an einem Tankflugzeug mit reduzierter Radarsignatur geäußert. Dafür bietet ein entsprechend gestalteter BWB bessere Voraussetzungen als herkömmliche Konfigurationen“, erklärt Zeumer. „Das wäre ein potenziell lukrativer Nischenmarkt, den JetZero bedienen könnte.“ Das Pathfinder-Konzept ist so flexibel angelegt, dass es auch im militärischen Bereich mit herkömmlichen Triebwerken und 100 Prozent nachhaltigem Kraftstoff eingesetzt werden könnte.

„Es ist durchaus vorstellbar, dass in Zukunft ein Tankflugzeug in Form eines BWB fliegt. Dafür reicht es, nur das Cockpit mit einer Druckkabine zu versehen. Das ist deutlich einfacher als bei einem Passagierflugzeug. Dabei könnten die Triebwerke stärker in die Flugzeugzelle integriert werden als heute bei JetZero, um den gewünschten Tarnkappeneffekt zu erzielen“, so Zeumer. Und weiter: „In der kommerziellen Luftfahrt wird es spannend.“ Heutige Flugzeuge seien das Ergebnis von über einem Jahrhundert technischer Evolution und verfügten über sehr ausgewogene Eigenschaften. Dabei müsse es aber nicht immer bleiben: „Sich verändernde Anforderungen und neue Technologien können neue Konfigurationen begünstigen.“