Der Traum vom Fliegen ist so alt wie die Menschheit selbst. Der Mensch verbindet die Fliegerei mit Freiheit, Grenzenlosigkeit und sogar Sorgenlosigkeit. Während man zu anfangs wie ein Vogel alleine mit angebundenen Flügeln fliegen wollte, benutzt man heute technische Hilfsmittel, wie zum Beispiel das Flugzeug, zum Abheben. Die Luftverkehrsstraßen sind heutzutage stärker befahren als jemals zuvor. 2016 wurden im deutschen Luftverkehrsraum fast 3,2 Millionen Flugbewegungen kontrolliert, Tendenz steigend. Das Flugzeug ist schon längst nicht mehr nur ein Transportmittel für Mensch und Fracht. Rund um die Luftfahrt hat sich ein Wirtschaftszweig entwickelt, der allein in Deutschland hunderttausende Arbeitsplätze geschaffen hat. Viele Branchen abhängig von der Luftfahrt. Denn wenn es darum geht schnell um den Globus zu reisen, ob Mensch oder Fracht, kommt nur das, im Vergleich zu anderen Transportmitteln, wesentlich schnellere Flugzeug in Frage. Der schnelle Transport durch die Luftfahrt macht die Kooperation von Unternehmen in aller Welt möglich und ist somit auch eines der wichtigsten Pfeiler der durch die Globalisierung heute so stark verflochtenen Wirtschaft weltweit.
Die Luftfahrt hat über die letzten Jahrzehnte jedoch wenig Innovation durchfahren. Das Duopol der zwei großen Hersteller für Zivilflugzeuge, Boeing in Amerika und Airbus in Europa, lassen einfach keine Innovationen zu. Sie beschränken sich auf die Verbesserung alter, bewährter Technologien. Dies stellt für die Konzerne ein kleineres finanzielles Risiko dar als dass sie etwas komplett Neues entwickeln. Deshalb ist die Branche stärker vom Öl abhängig als jede andere, denn die Triebwerke der Flugzeuge werden ausschließlich mit Kerosin, einem Abfallprodukt, welches bei der Herstellung von Diesel entsteht, betrieben. Wenn die fossilen Brennstoffe in den nächsten 50 Jahren nun ausgehen, wird die Luftfahrt also zwangsweise zum Erliegen kommen, welches gravierende Folgen für die gesamte Wirtschaft rund um den Globus haben wird. Um diesem Problem vorzeitig ausweichen zu können, wird schon jetzt in alle Richtungen geforscht. Dabei wird großen Wert auf die Effizienzsteigerung der Flugzeuge gelegt.
Wie werden die Flugzeuge zukünftig im Hinblick auf Design, Antriebssystem und Technik also aussehen? Welche Auswirkungen werden die Weiterentwicklungen haben und wie sind diese zu bewerten? Diese Fragestellungen versuche ich in dieser Arbeit zu beantworten.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Geschichte der zivilen Luftfahrt mit Flugzeugen
2.1 Zeitraum von 1919-1945
2.2 Zeitraum 1945- ca. 1958
2.3 Umbruch in die Zeit der Jetliner ab 1952
2.4 Überschallverkehrsflugzeuge
2.5 Großraumflugzeuge
2.6 Airbus und Boeing: Das Duopol der Flugzeugindustrie
3. Heutige Luftfahrt
4. „Nurflügler“: Die Konfiguration der zukünftigen Flugzeuge?
4.1 Vorteile von „Nurflüglern“
4.1.1 Kerosinverbrauch
4.1.2 Geräuschpegel
4.2 Nachteile von „Nurflüglern“
4.2.1 Stabilität
4.2.2 Spannweite der „Nurflügler“
4.2.3 Passagiere – Komfort und Sicherheit
4.2.4 Entwicklungskosten
5. Alternative Antriebstechnologien
5.1 Biotreibstoffe
5.2 Elektroantrieb
6. Autonomes Fliegen
6.1 Vorteile von Autonomen Fliegen
6.1.1 Der Mensch als Sicherheitsrisiko
6.1.2 Kostenreduzierung
6.2 Nachteile von autonomen Fliegen
6.2.1 Vertrauen der Passagiere
6.2.2 Sicherheitsregeln und Gesetze
6.2.3 Arbeitsplatzsicherung
7. Fazit
8. Anhang
8.1 Literatur- und Quellenverzeichnis
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die zukünftige Entwicklung der zivilen Luftfahrt vor dem Hintergrund der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, notwendiger Innovationen und ökologischer Anforderungen. Die zentrale Fragestellung lautet: Wie ist die Zukunft des Fliegens mit Flugzeugen zu bewerten, insbesondere im Hinblick auf Design, Antriebstechnologien und den Grad der Automatisierung?
- Historische Entwicklung der zivilen Luftfahrt
- Potenzial der „Nurflügler“-Konfiguration
- Alternative Antriebstechnologien (Biotreibstoffe, Elektroantrieb)
- Herausforderungen und Chancen des autonomen Fliegens
- Notwendigkeit einer umweltfreundlicheren und kostengünstigeren Luftfahrt
Auszug aus dem Buch
4.1.1 Kerosinverbrauch
Ein entscheidender Vorteil des „Nurflügler“-Designs ist die Aerodynamik. „Insgesamt besitzen solche Nurflügler bei gleicher Nutzlast viel weniger umströmte Oberfläche als ein konventioneller Jet“, erklärt Carsten Liersch, Flugzeugexperte am Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)21. Das heißt, dass bei gleicher Nutzlast viel weniger Fläche des Flugzeuges umströmt wird, was zu weniger Reibung und so zu einem geringeren Widerstand führt. Die Konfiguration eines Flugzeuges nach dem „Nurflügler“-Design würde also zu einer nie dagewesenen Widerstandsminimierung führen.
Bei einem konventionellen Flugzeug sind es lediglich die Tragflächen, welche nicht einmal die Hälfte des Flugzeuges ausmachen, die Auftrieb erzeugen22. Der Rumpf dagegen generiert keinen Auftrieb, weshalb die Tragflächen den Rumpf mit anheben müssen. Es kommt folglich zu einem hohen Auftriebsverlust. Bei den „Nurflüglern“ produziert ungefähr 97 Prozent des Flugzeuges Auftrieb, weshalb es zu einem sehr geringen Auftriebsverlust kommt.
Der Widerstand und der Auftrieb stehen im direkten Zusammenhang mit dem Treibstoffverbrauch23. Diese beiden Effekte verursachen, dass bei gleicher Nutzlast und gleicher Geschwindigkeit, weniger Energie benötigt wird24. Dies zahlt sich im Form eines geringeren Treibstoffverbrauches aus. So behauptet C. Liesch, man könne bis zu 20 Prozent Treibstoff bei gleicher Nutzlast sparen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung beleuchtet die historische Bedeutung des Fliegens, die wirtschaftliche Abhängigkeit von der Luftfahrt und die Notwendigkeit von Innovationen aufgrund der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.
2. Geschichte der zivilen Luftfahrt mit Flugzeugen: Dieses Kapitel zeichnet die technologische Entwicklung von der Nachkriegszeit über die Ära der Jetliner bis hin zu Großraumflugzeugen und dem prägenden Duopol von Airbus und Boeing nach.
3. Heutige Luftfahrt: Hier wird der Status quo der globalisierten Luftfahrt betrachtet, der durch den Aufstieg von Billigairlines und den gleichzeitigen Trend zu effizienteren Flugzeugtypen gekennzeichnet ist.
4. „Nurflügler“: Die Konfiguration der zukünftigen Flugzeuge?: Dieses Kapitel analysiert das „Nurflügler“-Konzept hinsichtlich seiner aerodynamischen Vorteile und der Herausforderungen bezüglich Stabilität, Passagierkomfort und hohen Entwicklungskosten.
5. Alternative Antriebstechnologien: Der Fokus liegt auf der Suche nach umweltfreundlichen Alternativen zu Kerosin, wobei Biotreibstoffe und Elektroantriebe bzw. Brennstoffzellen kritisch bewertet werden.
6. Autonomes Fliegen: Hier werden die Potenziale des autonomen Fliegens zur Steigerung der Sicherheit und Kostensenkung den Hürden wie Akzeptanz der Passagiere, Sicherheitsregeln und dem Arbeitsplatzrisiko für Piloten gegenübergestellt.
7. Fazit: Das Fazit fasst zusammen, dass die Luftfahrt vor einem grundlegenden Wandel steht, der durch neue Technologien wie „Nurflügler“ und alternative Antriebe geprägt sein wird, auch wenn diese Entwicklungen noch am Anfang stehen.
8. Anhang: Der Anhang bietet eine umfassende Auflistung der verwendeten Internetquellen und Literatur.
Schlüsselwörter
Luftfahrt, Zivilluftfahrt, Flugzeug, Nurflügler, Kerosin, Biotreibstoff, Elektroantrieb, Wasserstoff, Autonomes Fliegen, Passagierkomfort, Effizienzsteigerung, Globalisierung, Sicherheit, Kostensenkung, Triebwerkstechnologie.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit befasst sich mit den zukünftigen technologischen und ökologischen Herausforderungen der zivilen Luftfahrt angesichts steigender Passagierzahlen und der Abhängigkeit von Öl.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind neue Flugzeugkonfigurationen wie der „Nurflügler“, alternative Antriebe und der Trend zum autonomen Fliegen.
Welches ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist die Bewertung der Zukunftsfähigkeit verschiedener Ansätze zur Gestaltung umweltfreundlicherer und wirtschaftlicherer Flugzeuge.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine theoretische Arbeit, die auf einer umfassenden Literatur- und Quellenanalyse aktueller technischer und luftfahrtpolitischer Daten basiert.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Analyse von Flugzeugdesign, Antriebstechnologien und die Untersuchung der Chancen sowie Risiken des autonomen Fliegens.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Luftfahrt, Nurflügler, Kerosin, Elektroantrieb, autonomes Fliegen und Effizienzsteigerung sind wesentliche Begriffe.
Warum wird der „Nurflügler“ als potenzielle Zukunftstechnologie diskutiert?
Aufgrund seiner überlegenen Aerodynamik im Vergleich zu konventionellen Flugzeugen, die zu einer signifikanten Treibstoffersparnis führen könnte.
Welche Hindernisse stehen dem autonomen Fliegen derzeit entgegen?
Die größte Hürde ist das mangelnde Vertrauen der Passagiere sowie die bestehenden internationalen Sicherheitsgesetze, die derzeit einen Piloten im Cockpit zwingend voraussetzen.
Können Elektroantriebe kurzfristig das Kerosin ersetzen?
Nein, da die aktuelle Batterietechnologie noch nicht leistungsstark genug für Passagierjets ist und die Entwicklung der Infrastruktur sowie der Flugzeuge selbst noch Jahrzehnte in Anspruch nehmen wird.
Was ist das Hauptargument gegen das autonome Fliegen aus Sicht der Sicherheit?
Die Sorge vor Hackerangriffen und die Befürchtung, dass Computerprogramme in unvorhersehbaren Situationen nicht so anpassungsfähig reagieren können wie ein menschlicher Pilot.
- Quote paper
- Stephan Gerdes (Author), 2018, Wie ist die Zukunft des Fliegens mit Flugzeugen zu bewerten?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/427264
