Flugzeughülle mit Noppen: Weniger Turbulenzen sparen Treibstoff

Mit rund 300 Metern pro Sekunde strömt Luft an Flugzeugflügeln vorbei. Glatte Oberflächen garantieren heute einen geringen Strömungswiderstand. Doch kleine zylindrische Noppen an der Flugzeughaut können die Bildung von Turbulenzen spürbar beeinflussen.

Stockholm (Schweden) - Schwedische Forscher entdeckten nun in ersten Windkanalversuchen, dass diese Strukturen das Strömungsverhalten der Luft deutlich verbessern und über einen geringeren Widerstand Treibstoff sparen könnten. Ihren Ansatz beschreiben sie im Fachblatt "Physical Review Letters".

"Mit den rauen Elementen können wir den Übergang der Strömung zu einer Turbulenz verzögern", sagt Jens Fransson vom Königlichen Institut für Technologie in Stockholm. Zusammen mit italienischen und französischen Kollegen beobachteten sie das Strömungsverhalten von verschiedenen Oberflächen im Windkanal. So bilden sich wenige Zentimeter hinter der Anströmungskante Turbulenzen, die den Luftreibungswiderstand bis auf den zehnfachen Wert steigern können. Befinden sich jedoch anderthalb Millimeter hohe und vier Millimeter breite zylindrische Erhebungen im vorderen Teil der Oberfläche, wird der Luftfluss in viele kleine Strömungsfäden aufgespalten. Die Entstehung von störenden Turbulenzen konnte dadurch mehrere Zentimeter weiter nach hinten verlagert werden.

In der Praxis des Flugzeugbaus könnte dieses Ergebnis Anwendung finden, wenn die Turbulenzentwicklung erst hinter einer Tragfläche einsetzt. Der Strömungswiderstand kann so verringert und damit der Kerosinbedarf gesenkt werden. Allerdings haben die Forscher den zusätzlichen Luftwiderstand durch die Noppen selbst bisher noch nicht beziffert. Ergibt sich in der Summe jedoch ein reduzierter Strömungswiderstand, könnten weitere Versuche an Flugzeugteilen im Windkanal folgen. Verlaufen sie erfolgreich, könnten die Hüllen der Jets in Zukunft mit langen Reihen kleiner Noppen ausgestattet werden.