Wissenschaft aktuell

An Airports und Luftstraßen lauert eine große Gefahr: Die großen Verkehrsmaschinen ziehen gewaltige Wirbelschleppen hinter sich her, mächtige Strudel, die alles gnadenlos durchschütteln, was ihnen zu nahe kommt. Die Turbulenzen haben auf Airports Unglücke und Beinaheabstürze ausgelöst, wenn startende oder landende Maschinen in die Luftwalzen vorausfliegender Flugzeuge gerieten. Deshalb werden zwischen Starts und Landungen große Sicherheitsabstände eingehalten, und auf den Luftstraßen dürfen sich die Maschinen nicht näher als zehn Kilometer kommen. Diese Maßnahmen tragen zu den vielen Verspätungen und Staus im Luftverkehr bei.

Zwei neue Techniken sollen das Dilemma lösen. Der deutsche Triebwerkshersteller MTU entwickelt und testet so genannte Vektorschubdüsen, ein Prinzip, das ursprünglich für die wendigen Jagdflugzeuge bestimmt war. Der Auslauf des Triebwerks ist umgeben von einem dichten Kranz länglicher und sich überlappender Keramiklamellen. Sie bilden eine bewegliche Verlängerung der Düse und lassen sich so steuern, dass der Abgasstrahl beliebig nach links, rechts, oben oder unten abgelenkt wird. »Damit können wir auch Zivilflugzeuge ausstatten«, sagt MTU-Entwicklungsleiter Klaus Broichhausen. »Der Nutzen wäre, dass sich Start- und Landefrequenzen erheblich erhöhen lassen, bis zu 25 Prozent, weil die Maschinen viel schneller in der Luft oder am Boden sind als mit starren Düsen.« Gleichzeitig erzeugen sie auf den Flughäfen weniger gefährliche Turbulenzen, weil die Tragflächen in ihrer Auftriebsarbeit entlastet werden.

Einen weniger aufwändigen Weg hat das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena eingeschlagen. Hier wurde erfolgreich ein Laserauge erprobt, das an den Flügeln angebracht wird und im Luftraum vor dem Flugzeug nach Wirbeln Ausschau hält. Der Laserstrahl wird über zwei superleichte und extrem schnelle Spiegel vertikal und horizontal abgelenkt, sodass er in kürzester Zeit eine große Fläche vor dem Flugzeug abtasten kann. Die Lichtpulse werden nicht nur ausgeschickt, sondern auch wieder empfangen. Gefährliche Turbulenzen, die sich auf der Flugschneise zusammenbrauen, verraten sich durch die Reflexionsmuster des wieder aufgefangenen Lichts. Damit können Flugzeuge ständig die Luftdynamik erfassen und rechtzeitig Ausweichmanöver einleiten. »In fünf Jahren ist der Detektor im Flugverkehr einsetzbar«, sagt Fraunhofer-Ingenieur Thomas Peschel.