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Der schmale Grat einer optimalen Konstruktion

Wie die Solar Impulse in der Luft bleibt

Die Ingenieure der Solar Impulse 2 sahen sich vielen Problemen gegenüber: Da die Motoren relativ schwach sind, muss das Flugzeug besonders leicht sein und ausreichend große Tragflächen besitzen, um genügen Auftrieb zum Fliegen zu erlangen. Doch je leichter die Maschine und je länger die Flügel, desto mehr ist der Solarflieger den Kräften der Wetterbedingungen ausgesetzt. Nur wenn alle Anforderungen miteinander harmonieren, bleibt die Solar Impulse sicher in der Luft.

Die Solar Impulse 2 hat eine größere Spannweite als eine Boeing 747 - wiegt aber nicht einmal ein Prozent ihres Gewichts. © Solar Impulse

Gewicht und Spannweite perfektioniert

2,3 Tonnen: Auf dieses minimale Flugzeuggewicht brachten es die Ingenieure um André Borschberg. Das ist nicht einmal ein Prozent des Gewichts einer Boeing 747 und proportional zehn Mal leichter als die besten Segelflugzeuge. Um so ein ultraleichtes Flugzeug zu bauen, mussten die Konstrukteure jedes Gramm, das sie irgendwo anbrachten, an anderer Stelle wieder entfernen.

Um den Flugzeugrumpf besonders leicht zu machen, nutzten die Konstrukteure für ihn ein Verbundmaterial aus Carbonfasern. Die dafür verwendeten Carbonblätter weisen gerade mal ein Gewicht von 25 Gramm pro Quadratmeter auf, das ist nicht einmal ein Drittel von handelsüblichem Druckerpapier.

Neben dem Gewicht des Flugzeugs spielen die Tragflächen eine wichtige Rolle, um mit möglichst wenig Motorenleistung fliegen zu können. Durch eine längere Spannweite wird der Auftrieb erhöht – das erklärt die Rekordspannweite von 72 Metern, mit der die Ingenieure die Aerodynamik maximieren und perfektionieren konnten.

Rippen aus Carbonfasern machen die Flügel stabil. © Solar Impulse/Revillard/Rezo.ch

Trotzdem robust

Leicht ist aber nicht nur gut, schließlich muss das Flugzeug den Kräften standhalten, die während des Fluges auf ihm lasten. Um das zu gewährleisten, ist der Rumpf durch eine spezielle Sandwich-Bauweise verstärkt: Das Carbonfasermaterial bildet eine dreischichtige Lage, deren Mitte Bienenwaben gleicht. Dadurch kann trotz des geringen Gewichts eine hohe Stabilität erreicht werden. Auch die Flügel sind durch eine Rippenstruktur der Carbonfasern robust.

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In verschiedenen Tests und Probeflügen hat sich die Solar Impulse 2 bereits bewiesen. 2012 absolvierte das Flugzeug bereits in mehreren Etappen den ersten Interkontinentalflug– 6.000 Kilometer von der Schweiz bis nach Marokko und zurück. Im Sommer 2013 flog sie dann in fünf Etappen über Nord Amerika hinweg von San Francisco bis nach New York. Wie sich die Konstruktion auf 35.000 Kilometern und vor allem bei unvorhersagbaren Wetterbedingungen über den Ozeanen macht, wird man nun bei der Round-the-World-Tour sehen.

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Marie Ahrweiler
Stand: 20.03.2015

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Mit den Flügeln der Sonne
Solar Impulse 2: Ohne Treibstoff um die Welt

Die Route
Eine Weltumrundung im Staffellauf

Flug mit Symbolik
Der Sinn des Projekts

Herausforderung Energie
Solarantrieb, Batterien und Motor der Solar Impulse 2

Wie die Solar Impulse in der Luft bleibt
Der schmale Grat einer optimalen Konstruktion

Fünf Tage in der Luft
Herausforderung Mensch: Was macht den Flug so schwierig?

Das Leben an Bord
Fünf Tage auf einem Sitz

Das Pilotenduo
Einer für den Bau, einer für die PR

Pioniere Piccard
Eine Familie zwischen Wissenschaft und Weltrekorden

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