Illustration Flugreise
© Friederike Hantel

Morgen, ganz oben

  • TEXT DENIS DILBA
  • ILLUSTRATION FRIEDERIKE HANTEL

Die Faszination des Fliegens inspiriert seit je zu grenzenlosem Einfallsreichtum. Doch welche Fantasien werden Wirklichkeit? Wir wagen einen Ausblick auf die nächsten 20 Jahre.

Wir schreiben das Jahr 1962. In den USA geht eine neue Comicserie an den Start. „The Jetsons“ erzählt von einer Familie in der Zukunft, quasi das Gegenmodell zur Steinzeit­saga „The Flintstones“. Held der Reihe ist George, ein Verwaltungsangestellter, der mit einer faltbaren Untertasse zur Arbeit fliegt. Die knallbunte Utopie hat mittlerweile 56 Jahre auf dem Buckel. Wahr geworden ist sie jedoch nicht. Noch nicht. Denn weltweit tüfteln Wissenschaftler an der Zukunft des Fliegens, an den Reisen von morgen – und sogar an schwebenden Verkehrsmitteln für Familienväter. In ihren Gedankenspielen bewegt sich der Mensch bereits in durchsichtigen Kabinen mit fünf­­facher Schallgeschwindigkeit durch die Luft. Die Innovation aber kommt unsichtbar und leise: Sie steckt hinter der Bordwand, im Tank, im Detail – in 20 Jahren wird vieles normal sein, wo­rüber wir heute noch ungläubig den Kopf schütteln.

 

Überschall: Kleiner, aber schneller

Frühstück in New York, Mittagspause in Abu Dhabi, zur Abendgala in Sydney? Mit Geschwindigkeiten jenseits des Schalls soll es möglich werden. Den bisher erfolgreichsten Versuch wagte die legendäre Concorde, mit knapp 62 Meter Länge und 100 Passagierplätzen das größte Überschallflugzeug, das je abhob. Allerdings konnte es nie wirtschaftlich betrieben werden und wurde 2003 aufgegeben. Doch Geschwindigkeit ist in der Geschäftswelt gefragt. „Daher wird es in 20 Jahren auch wieder möglich sein, in Frankfurt in den Überschalljet zu steigen und in drei bis vier Stunden über den Atlantik nach New York zu fliegen“, sagt Volker Gollnick, Leiter des Instituts für Lufttransportsysteme der Technischen Universität Hamburg-Harburg. Concorde-Dimensionen werden die Jets aber nicht mehr erreichen. Einen Markt gibt es, glaubt Gollnick, eher für kleinere Maschinen. Die ersten Prototypen dürften schon weit vor 2038 abheben, die US-Unternehmen Aerion und Boom Technology liefern sich ein Kopf-an-Kopf-Duell bei der Entwicklung. Im kommenden Jahr will Boom einen Prototypen auf Testflüge schicken. Der Zweisitzer XB-1, Spitzname „Baby-Boom“, soll mehr als doppelte Schallgeschwindigkeit erreichen – genauso schnell wie ein Düsenflieger. Später wird er, verspricht das Unternehmen, einen großen Bruder bekommen, der Platz für 55 Passagiere bietet. Konkurrent Aerion schraubt mit Airbus an einem Zwölfsitzer, der 2021 in die Testphase gehen soll. Der Jet wäre zwar langsamer als die Boom-Maschine, könnte aber ohne Nachbrenner auskommen, sagt Aerion-Chef Doug Nichols. Das ist jene spritfressende Technik, die das Aus der Concorde besiegelte. Kritisch bleibt der Lärm: Schon die Concorde durfte wegen des lauten Knalls über Land nicht in Überschallgeschwindigkeit fliegen. Das werde sich in 20 Jahren nicht ändern, glaubt Gollnick, zum Massentransport taugt der Überschalljet immer noch nicht.

Illustration Hybrid Taxi
© Friederike Hantel

Hybrid: Kerosin trifft auf Strom

  Elektroflugzeuge könnten umweltfreundlicheren Luftverkehr möglich machen. Das kalifornische Start-up Wright Electric hat bereits reine E-Flieger für rund 150 Passagiere angekündigt, die ab 2027 fliegen sollen; der staatliche norwegische Flug­hafenbetreiber Avinor fordert die Airlines auf, bis 2040 alle Kurzstreckenflüge auf emissionslosen Antrieb umzustellen. Arne Seitz ist skeptisch. „Die Batterien werden dann immer noch groß, schwer und teuer sein“, glaubt der Experte für Energietechnologien und Antriebssysteme vom Forschungsinstitut Bauhaus Luftfahrt. „Außer für Nischen wie Kurzstrecken-Flug­taxis werden wir in den kommenden beiden Jahrzehnten wahrscheinlich keinen vollelektrischen Antrieb erleben.“ Kleinere Hybridflugzeuge sieht er bis dahin sehr wohl am Himmel. Sie haben eine kerosinbefeuerte Gasturbine an Bord, die einen Generator antreibt. Mit kleinen Elektromotoren könnte ein aerodynamisch verbesserter Jet entstehen, mit mehreren Propellern an jedem Flügel. Große Flugzeuge mit mehr als 100 Sitzen, sagt Seitz, werden aber weiter auf konventionelle Triebwerke angewiesen sein. „Um die Klimaziele in der Luftfahrt zu erreichen, brauchen wir synthetische Kraftstoffe“, erklärt sein Kollege Andreas Sizmann, Leiter Zukunftstechnologien und Ökologie bei Bauhaus Luftfahrt. Mithilfe von erneuerbarem Strom oder konzentriertem Sonnenlicht könnte aus Wasser und Kohlendioxid Kraftstoff entstehen, den Flugzeuge wie herkömmliches Kerosin tanken. „Nachhaltig sind diese Kraftstoffe aber erst, wenn das Kohlendioxid für ihre Produktion aus der Atmosphäre stammt“, sagt Sizmann. Filteranlagen sollen das ermöglichen, erste Entwürfe muten wie übergroße Waschmaschinen an. Wie groß der Anteil an synthetischem Kerosin wirklich sein wird, bestimmten aber nicht zuletzt Ölpreis und Politik, so Sizmann. „Daher muss auch die Triebwerkstechnik noch effizienter werden“, ergänzt Seitz. Konkret könnten Turbinen mit Kolbenmotoren kombiniert werden, die es schon in Autos gibt. „So ein Triebwerk würde bis zu zwölf Prozent Kraftstoff einsparen“, sagt Seitz.

Illustration Flugreise
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Illustration Labor
© Friederike Hantel

3-D-Drucker: Teile auf Taste

  Es ist der Traum aller Flugzeugbauer: Ein Knopfdruck, und nach ein paar Stunden kommt das fertige Flugzeug aus dem 3-D-Drucker. Der Weg dahin ist weit, heute werden die meisten Bauteile gefräst oder gegossen. Denn 3-D-Drucker können längst nicht alle Materialien verarbeiten. Das gängigste Verfahren in der Luftfahrtindustrie erstellt Bauteile aus einem Metall- oder Plastikpulver, das ein Laserstrahl nach digitaler Vorlage aufschmilzt, das Material erstarrt Schicht für Schicht. Der Vorteil dieser Bauteile: weniger Masse bei gleicher Stabilität. Deshalb sind sie in der Luftfahrt begehrt, gespartes Gewicht bedeutet gesparten Treibstoff, also weniger Emissionen und Kosten. Fast alle Hersteller verbauen bereits gedruckte Bauteile, in der Kabine oder im Triebwerk. So gibt es im Airbus A350 bereits mehr als 1000 gedruckte Teile, etwa Halterungen aus Plastik. 3-D-gedruckte Bauteile aus Metall, wie die Boroskop­augen von Triebwerkhersteller MTU Aero Engines, sind noch selten. Die kleinen Öffnungen im Triebwerkgehäuse ermöglichen optische Inspektionen. „Wir gehen aber davon aus, dass in 20 Jahren zwischen 15 und 30 Prozent aller Bauteile eines Triebwerks aus dem 3-D-Drucker stammen können“, sagt Karl-Heinz Dusel, Leiter Rapid Technologies beim Triebwerkshersteller MTU Aero Engines. GE Aviation testet schon ein Triebwerk, bei dem ein Drittel der Teile aus der sogenannten additiven Fertigung stammt. Den vollständig gedruckten Flieger wird es aus Kostengründen aber auch in 40 Jahren eher nicht geben.

 

Reisekette: ein Ticket für alles

Abflug ist in 15 Minuten, doch zwischen hektischem Passagier und dem Flieger steht eisern, unerbittlich bremsend, die Sicherheitskontrolle. Der Fluggast vorne in der Schlange versucht 25 Cremedöschen in einen winzigen Plastikbeutel zu zwängen. Dann am Körperscanner anstehen. Last Call, jetzt wird es knapp … In Zukunft ist das kein Problem: Sensoren und Kameras automatisieren die Kontrolle so weit, dass der Passagier kaum etwas davon mitbekommt. Der International Air Transport Association (IATA) schwebt eine Art Tunnel vor, in dem die Passagiere mit Handgepäck geprüft werden. Bei Regionalflug­häfen, die durch leisere Flieger wieder näher an Städte heranrücken, könnten sogar Check-in-Schalter und Gepäckbänder entfallen: Hier steigen Passagiere mitsamt Gepäck ins Flugzeug – so wie heute in den Bus. Indirekt können schlankere Prozesse und neue Technik dem Passagier einiges an Wartezeit ersparen. Wie es Flughäfen gelingen soll, Passagiere schneller zum Gate zu lotsen, ohne dabei das eigene Geschäft mit Restaurants und Läden zu gefährden, bleibt vorerst offen. An großen Flughäfen verladen effizientere automatisierte Systeme das Gepäck, an den Hauptverkehrsdrehkreuzen könnte ein „Aircraft on-Demand“-System das Verkehrsaufkommen verringern und Standzeiten verkürzen. Damit besitzen Airlines keine Flugzeuge mehr, sondern mieten sie nach Bedarf. „Erste Studien zeigen, dass man bei gleicher Transportleistung rund 20 Prozent weniger Maschinen benötigt“, sagt Dr. Kay Plötner, Leiter Ökonomie und Verkehr, der das System gemeinsam mit Kollegen am Bauhaus Luftfahrt ent­wickelt hat.

Illustration Flugzeugspiel
© Friederike Hantel

 Auch das Flugerlebnis an Bord wird bis 2038 interaktiver: Flugzeugfenster könnten mittels erweiterter Realität (AR) erklären, was am Boden zu sehen ist. Kostenloses Internet über den Wolken ist längst Standard, mit Auswirkungen auf die Ausstattung: Weil Fluggäste das persönliche Entertainmentprogramm über eigene Geräte konsumieren, würden Bildschirme am Sitz wegfallen. Über eine Datenanalyse kann sich der Passagier einen Sitznachbarn zuweisen lassen, der seine Interessen teilt. Die Innengestaltung wird sich hingegen nur wenig ändern, da der verfügbare Platz gleich bleibt. Eine andere Idee steckt noch in den Kinderschuhen: ein Universalsitz, der – je nach Flugklasse – von der Crew unkompliziert umgebaut werden kann. Knick-knack: aus Business wird Economy?

Um ans Ziel zu kommen, braucht es künftig nur noch ein einziges, automatisches Ticket, unabhängig von den genutzten Verkehrsmitteln, zu denen auch Flugtaxis gehören. Mit ihnen geht es – sitzend oder stehend – zügig in die City, wo die ­Taxen auf speziellen Plattformen auf Freiflächen oder Hochhaus­dächern landen. Da wären wir schon fast in der Welt von George Jetson. Eines ist also klar: Manches von dem, was selbst die Spitzenforscher heute noch als „Spinnerei“ belächeln, wird 2038 Standard sein. Das Morgen, ganz oben, es wird anders aussehen.