Steuern mit Luftdüsen: Revolutionäres Flugzeug X-65 macht Fortschritte

Wenn man die Grafiken der X-65 sieht, könnte man meinen, dass es sich um Vaporware handelt. Große „Löcher“ in den Tragflächen, keine Höhen- und Seitenruder: Hier scheint sich ein Designer ausgetobt zu haben, der von Science-Fiction-Actionfilmen inspiriert war.

Aurora Flight Sciences, das Unternehmen hinter der X-65, meint es aber ernst. Trotz der Schwierigkeiten der vergangenen Jahre, soll das experimentelle Flugzeug bald abheben. Als Beweis dazu gibt es ein Update zum Baufortschritt.

Demnach ist der Rumpf der X-65 fertig. Jetzt werden Elektronik, der Antrieb und das AFC installiert – das System, weshalb die X-65 überhaupt gebaut wird. Die Flügel und das Leitwerk werden an einem anderen Standort gebaut und später geliefert.

Luftdüsen statt Ruder

AFC steht für Active Flow Control. Es wird verdichtete Luft durch viele Öffnungen an den Enden der diamantförmigen Tragflächen und des Leitwerks ausgestoßen. Dadurch verändert sich der Luftstrom über der Flugzeugoberfläche. Je nachdem, wo und wie stark die Luft ausgestoßen wird, kann die Maschine die nötigen Bewegungen in 3 Achsen durchführen: Rollen, Gieren und Nicken.

Die X-65 benötigt dazu keine Klappen und Ruder in den Tragflächen oder dem Leitwerk. Ohne diese beweglichen Teile ist die mechanische Komplexität von Flugzeugen viel geringer, es kann weniger kaputtgehen und die Wartung ist einfacher. Zudem soll das System energieeffizienter sein, die Aerodynamik verbessern und das Gewicht des Flugzeugs reduzieren.

Projekt der DARPA

Ihren Ursprung hat die X-65 im Projekt CRANE (Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors) der DARPA. Die Defense Advanced Research Projects Agency ist die militärische Forschungsbehörde der USA.

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Daher kommen zu den erhofften Vorteilen noch eine günstigere Produktion und verbesserte Stealth-Eigenschaften dazu. Denn Ruder, die bei Lenkbewegungen von den Flügeln oder dem Leitwerk abstehen, erhöhen den Radarquerschnitt und senken dadurch die Tarnkappenfähigkeiten.

Ein ähnliches Konzept nutzt die B-2 Spirit. Statt AFC ersetzen hier die Triebwerke teilweise Ruderbewegungen. Der Stealth-Bomber hat zwar Ruder in den Tragflächen, diese werden aber im Luftraum des Feindes nur im Notfall genutzt. Stattdessen wird der Schub der 2 Triebwerke individuell gesteuert um zu gieren, also die Nase nach links oder rechts zu schwenken und so die Flugrichtung zu ändern.

2 Jahre hinter dem Zeitplan

Die DARPA hat Aurora Anfang 2023 mit dem Design der X-65 beauftragt. Dafür wurden 42 Millionen US-Dollar zur Verfügung gestellt. Ende 2023 bestand das Projekt eine kritische Entwurfsprüfung und ist in die dritte Phase übergegangen. Eigentlich hätte der X-65-Prototyp dann wie geplant 2025 abheben sollen. Doch die Kosten für den Bau waren höher als gedacht.

Die DARPA ordnete deshalb eine „strategische Pause“ an, um das Projekt neu zu bewerten. Während dieser Pause wurde das Programm umstrukturiert. Aurora wurde zum „Mitinvestor“, was „die Kosten für die Regierung wieder auf ein erschwingliches Niveau“ bringt, wie ein DARPA-Sprecher gegenüber Defensenews sagte. Wie viel Aurora beisteuert, ist nicht bekannt. Dass es ein Tochterunternehmen von Boeing ist, dürfte wohl geholfen haben, die finanziellen Mittel für die Fortsetzung des Projekts bereitzustellen.

Durch die Pause wurde das Projekt 2 Jahre zurückgeworfen. Auch der Rumpf hätte eigentlich schon im Jänner 2026 fertig sein sollen und nicht erst jetzt. Aurora geht aber trotzdem davon aus, dass der, nach der Neustrukturierung des Projekts festgelegte Termin für den Erstflug, halten wird: 2027.

14 Effektoren

Die X-65 ist unbemannt. Der Prototyp, der jetzt gebaut wird, hat eine Spannweite von 9 Meter und wiegt 3 Tonnen. 14 „AFC-Effektoren“ auf den Flugflächen sind für die Steuerung mittels der Luftstöße zuständig.

Die Tragflächen sind modular aufgebaut. Die Außenflügel können ersetzt werden. Auch die Effektoren können getauscht werden, um zukünftig Anpassungen vorzunehmen und verschiedene Konfigurationen zu testen. So soll das AFC optimiert und für verschiedene Arten von Fluggeräten weiterentwickelt werden.

Neben militärischen Drohnen und unbemannten und bemannten Flugzeugen, könnte AFC auch für die zivile Luftfahrt interessant sein. Boeing hat gemeinsam mit der NASA schon 2015 eine umgebaute 757-200 fliegen lassen, die teilweise AFC nutzte. Dabei wurde getestet, ob der gezielte Luftstrom die Effizienz des Seitenleitwerks verbessern kann, um dieses künftig kleiner bauen zu können.

Dadurch würde die Aerodynamik besser werden und der Treibstoffverbrauch sinken. Obwohl die NASA das Experiment als „vollen Erfolg“ bezeichnete und der Pilot berichtete, dass durch das AFC der Flug sanfter wurde, wurde die Technologie nicht zur Serienreife weiterentwickelt.