Ein Flugzeugflügel, der sich bewegt, ist kein Defekt, sondern Absicht. Er biegt sich nach oben, sobald er trägt, er wackelt bei Turbulenzen, und vor dem Start und der Landung fahren an Vorderkante und Hinterkante Teile aus, die im Reiseflug niemand sieht. Wer am Fensterplatz über dem Flügel sitzt, bekommt all das samt Rumpeln, Summen und Klacken aus nächster Nähe mit und fragt sich, ob das so sein soll. Es soll.
Ein starrer Flügel wäre das eigentliche Problem. Er müsste jede Böe ungebremst in den Rumpf leiten und würde bei extremen Lasten brechen statt nachzugeben. Boeing und Airbus biegen ihre Flügel vor der Zulassung deshalb so weit, bis sie brechen, und dieser Punkt liegt weit jenseits von allem, was im Liniendienst vorkommt.
Der Flügel biegt sich: gewollt und getestet
Am Boden hängt der Flügel leicht nach unten, weil Eigengewicht und Triebwerke daran ziehen. Sobald der Auftrieb einsetzt, hebt sich die Spitze. Beim Abheben eines Langstreckenjets wandert die Flügelspitze sichtbar um mehrere Meter nach oben und bleibt im Reiseflug dort. Bei Turbulenzen kommt Bewegung dazu, weil der Flügel Böen abfedert, bevor sie den Rumpf erreichen. Deshalb rüttelt es hinten in der Kabine stärker als über dem Flügel.
Wie viel ein Flügel aushält, legen die Zulassungsregeln fest. Nach den Vorschriften der FAA, die EASA übernimmt sie in ihrer CS 25 fast wortgleich, muss die Struktur die höchste im Betrieb erwartete Last, die sogenannte Grenzlast, ohne bleibende Verformung tragen. Zusätzlich gilt ein Sicherheitsfaktor von 1,5. Das Flugzeug muss also 150 Prozent dieser Grenzlast mindestens drei Sekunden lang aushalten, ohne dass etwas bricht.
Boeing hat diesen Test mit der 787 im März 2010 durchgeführt. Die Flügel wurden dabei um rund 7,6 Meter nach oben gebogen, bei 150 Prozent der extremsten Kräfte, die das Flugzeug jemals im Dienst erleben soll. Airbus bog den Flügel des A350 im Dezember 2013 in Toulouse auf dieselbe Weise, die Spitze wich dabei mehr als fünf Meter aus. Beide Flügel bestehen aus Kohlefaserverbundstoff, der sich stärker biegen lässt als Aluminium. Was du im Flug siehst, ist ein Bruchteil dessen, was die Struktur wegsteckt.
Vorflügel und Landeklappen: der Flügel wird größer
Ein Flügel, der bei 850 km/h effizient ist, trägt bei 250 km/h nicht genug. Für Start und Landung braucht das Flugzeug deshalb mehr Fläche und mehr Wölbung. Das leisten die Vorflügel an der Vorderkante, im Fachjargon Slats, und die Landeklappen an der Hinterkante. Beide fahren gemeinsam aus, gesteuert über einen Hebel im Cockpit. Beim A320 gibt es fünf Stellungen: Position 0 für den Reiseflug, Position 1 und 2 für den Start, Position 3 für Start oder Landung und die Stellung Full mit 40 Grad Klappenwinkel für die Landung. Der Auftriebsbeiwert des Flügels steigt in voller Landekonfiguration etwa auf das Doppelte, die Mindestgeschwindigkeit sinkt um rund ein Drittel.
Die Landeklappen siehst du vom Fensterplatz am besten: mehrteilige Segmente, die auf Schienen nach hinten und unten fahren und dabei Spalte zum Flügel öffnen. Durch diese Spalte strömt Luft von der Unterseite auf die Oberseite und hält die Strömung am langsamen Flügel anliegend. Angetrieben werden die Klappen hydraulisch über Spindeln oder Schneckengetriebe, und genau das hörst du: ein tiefes Summen oder Brummen, das einige Sekunden anhält und mit einem Ruck oder Klacken endet, wenn die nächste Stellung erreicht ist.
Beim Start werden die Klappen nach dem Abheben stufenweise eingefahren, meist in den ersten drei bis fünf Minuten. Beim Anflug läuft es umgekehrt: Vom Beginn des Sinkflugs bis zur Landung fahren Vorflügel und Klappen in mehreren Schritten aus. Jeder Schritt bringt ein leichtes Nicken und eine kurze Änderung des Motorgeräuschs.
Spoiler und Störklappen: die Klappen, die nach oben stehen
Auf der Oberseite des Flügels liegen mehrere rechteckige Platten, im Reiseflug flach anliegend. Das sind die Spoiler, auf Deutsch Störklappen. Stellen sie sich auf, reißt die Strömung über dem Flügel ab, der Auftrieb sinkt und der Widerstand steigt. Piloten setzen sie in drei Situationen ein.
- Im Sinkflug als Bremsklappen: Wenn das Flugzeug schneller Höhe verlieren muss, ohne zu schnell zu werden, fahren die Spoiler halb aus. Das Flugzeug vibriert leicht, ein dumpfes Rauschen liegt über dem Flugwind. In diesem Moment denken viele Passagiere, etwas stimme nicht.
- Bei Kurven als Rollhilfe: Auf der Seite, zu der das Flugzeug kippt, hebt sich ein einzelner Spoiler ein paar Grad und unterstützt das Querruder.
- Beim Aufsetzen als Lift Dumper: Sobald die Räder den Boden berühren, klappen alle Spoiler auf einmal fast senkrecht hoch. Der Restauftrieb verschwindet, das volle Gewicht drückt auf die Räder, und die Radbremsen greifen. Ohne diesen Schritt würde das Flugzeug auf der Bahn weiter halb fliegen.
Das ruckartige Hochklappen bei der Landung, begleitet vom Aufheulen des Umkehrschubs, ist die auffälligste Flügelbewegung des ganzen Flugs. Sie läuft bei modernen Flugzeugen automatisch ab.
Querruder: kleine Klappen, ständig in Bewegung
Ganz außen an der Hinterkante sitzt das Querruder, eine schmale Klappe, die sich nach oben und unten bewegt. Es steuert die Rollbewegung, also das Kippen um die Längsachse. Schlägt es links nach oben aus, geht rechts eines nach unten, das Flugzeug neigt sich nach links. Im Reiseflug zuckt es ständig um wenige Grad, das ist der Autopilot, der Böen ausgleicht. Bei Turbulenzen wird die Bewegung größer, auch das ist kein Grund zur Sorge.
Winglets und Sharklets: die Spitze, die Sprit spart
Warum die Spitze hochgebogen ist
An der Flügelspitze trifft die Luft von der Unterseite mit höherem Druck auf die Oberseite mit niedrigerem Druck. Dabei entsteht ein Wirbel, der Energie frisst und den Widerstand erhöht. Ein senkrecht nach oben gebogenes Flügelende bremst diesen Wirbel. Boeing nennt es Winglet, Airbus Sharklet, das Prinzip ist dasselbe. Airbus gibt für die Sharklets der A320 Familie bis zu vier Prozent weniger Treibstoffverbrauch an, das entspricht laut Hersteller mehr als 900 Tonnen CO2 pro Flugzeug und Jahr und bis zu 100 Seemeilen mehr Reichweite. Die geteilten Split Scimitar Winglets der Boeing 737 senken laut Hersteller Aviation Partners den Widerstand auf Langstreckenmissionen um weitere zwei Prozent oder mehr gegenüber den einfachen Winglets.
Warum 787 und A350 keine klassischen Winglets haben
Bei der 787 läuft der Flügel schlank nach hinten aus, beim A350 biegt er sich in einem weiten Bogen nach oben. Beide Formen erledigen dieselbe Aufgabe wie ein Winglet, ohne separates Bauteil. Die neue Boeing 777X geht weiter: Ihre 3,5 Meter langen Flügelspitzen klappen nach der Landung hoch, damit das Flugzeug mit fast 72 Metern Spannweite an normale Gates passt. Das dauert etwa 20 Sekunden und startet automatisch unter 50 Knoten.
Der Landeanflug vom Fensterplatz: was du wann hörst
Der Sinkflug beginnt meist 30 bis 40 Minuten vor der Landung. Die Triebwerke gehen auf Leerlauf, das Rauschen in der Kabine wird leiser. Das ist kein Triebwerksausfall, sondern der Normalfall: Ein Verkehrsflugzeug gleitet einen Großteil des Sinkflugs fast ohne Schub. Verlangt die Flugsicherung eine schnellere Sinkrate, fahren die Spoiler aus, erkennbar am Vibrieren und dumpfen Rauschen.
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In den letzten 15 Minuten folgen die Klappen, Stufe für Stufe, jedes Mal mit Summen und Ruck. Etwa drei bis vier Minuten vor der Landung kommt das lauteste Geräusch: Das Fahrwerk fährt aus. Es beginnt mit einem Klonk, wenn die Fahrwerksklappen öffnen, dann ein Rumpeln, das mehrere Sekunden anhält, dann ein zweites Klonk, wenn die Räder verriegeln. Der Fahrtwind wird lauter, weil das Fahrwerk im Luftstrom steht. Über dem Flügel siehst du jetzt die Klappen voll ausgefahren, darunter im Dunst die Stadt. Welche Reihen dafür in Frage kommen, steht im Artikel zum besten Sitzplatz im Flugzeug.
Beim Aufsetzen dann die volle Choreografie: Spoiler hoch, Umkehrschub, Bremsen.
Was wirklich ein Problem wäre
Bewegung am Flügel ist Alltag. Ungewöhnlich wäre das Gegenteil: eine Landeklappe, die auf einer Seite ausfährt und auf der anderen nicht. Dafür gibt es eine Asymmetriesicherung, die die Klappen stoppt, und die Piloten landen mit weniger Klappen und höherer Geschwindigkeit. Das ist ein trainierter Vorgang. Ein Flügel, der im Reiseflug bricht, ist bei modernen Verkehrsflugzeugen kein realistisches Szenario. Warum die aktuellen Muster statistisch so sicher sind, erklärt der Beitrag über das sicherste Flugzeug der Welt. Wer trotz aller Erklärungen beim Anblick des wippenden Flügels nervös wird, findet im Flugangst Seminar der Lufthansa genau diese Technik noch einmal von Piloten und Psychologen erklärt.
Häufige Fragen
Kann ein Flügel bei Turbulenzen abbrechen?
Praktisch nein. Die Zulassung verlangt, dass der Flügel 150 Prozent der höchsten je erwarteten Last aushält. Beim Test der Boeing 787 waren das 7,6 Meter Biegung an der Spitze, ohne Bruch. Turbulenzen im Liniendienst bleiben weit unter der Grenzlast.
Warum wackelt der Flügel und nicht der Rumpf?
Weil der Flügel als Feder gebaut ist. Er nimmt Böen auf und gibt nur einen Teil an den Rumpf weiter. Deshalb ist es über dem Flügel ruhiger als hinten in der Kabine.
Was ist das laute Summen vor der Landung?
Die Landeklappen fahren aus. Hydraulische Antriebe schieben sie über Schienen nach hinten und unten. Das Summen endet mit einem Ruck, wenn die nächste Stellung erreicht ist.
Warum stellen sich bei der Landung Klappen auf dem Flügel nach oben?
Das sind die Spoiler. Sie vernichten den Restauftrieb, damit das volle Gewicht auf den Rädern liegt und die Bremsen wirken. Sie fahren beim Aufsetzen automatisch aus.
Wozu sind die Flügelspitzen nach oben gebogen?
Winglets und Sharklets schwächen den Wirbel an der Flügelspitze und senken den Widerstand. Airbus nennt für die Sharklets der A320 Familie bis zu vier Prozent weniger Verbrauch.
Fazit
Ein Flugzeugflügel, der sich bewegt, arbeitet. Die Biegung fängt Böen ab und ist bis weit über jede reale Belastung getestet. Vorflügel und Landeklappen machen den Flügel für Start und Landung größer, Spoiler bremsen und drücken das Flugzeug nach dem Aufsetzen auf die Bahn, Querruder halten es in der Spur, und Winglets sparen Kerosin. Jedes Summen, Rumpeln und Klacken gehört zu einem festen Ablauf. Wer das weiß, sieht vom Fensterplatz kein wackelndes Bauteil mehr, sondern eine Maschine, die tut, wofür sie gebaut wurde.
