Wingflex: Warum sich die Flügel der Boeing 787 nach oben biegen

Was ist Wingflex?

Wingflex ist das sichtbare Durchbiegen der Tragflächen nach oben, sobald sie im Flug das Gewicht des Flugzeugs tragen. Am Boden hängen die Flügel durch ihr Eigengewicht, die Triebwerke und den Treibstoff in den Tanks leicht nach unten. Beim Abheben übernehmen sie das gesamte Gewicht – und biegen sich nach oben, bis sie im Reiseflug eine deutlich geschwungene Form haben.

Jeder Flügel macht das, auch aus Aluminium. Bei Flugzeugen mit langen, schlanken Kohlefaser-Flügeln wie der Boeing 787 und der Airbus A350 ist der Effekt aber so groß, dass er vom Fensterplatz und von der Spotter-Wiese aus mit bloßem Auge zu sehen ist. Daher der Spotter-Begriff Wingflex – zusammengesetzt aus dem englischen wing (Flügel) und flex (biegen).

Warum sich Flügel biegen – und warum das gewollt ist

Ein Flügel funktioniert im Prinzip wie ein Balken, der nur an einem Ende eingespannt ist – am Rumpf. Der Auftrieb drückt über die ganze Spannweite nach oben, die größte Biegebelastung liegt deshalb an der Flügelwurzel. Ein absolut starrer Flügel müsste sehr schwer gebaut werden. Ein elastischer Flügel dagegen gibt nach, verteilt die Kräfte und kann Lastspitzen, etwa bei Böen und Turbulenzen, teilweise abfedern.

Auch der Treibstoff spielt mit: Bei Verkehrsflugzeugen liegen große Tanks in den Flügeln. Ihr Gewicht wirkt dem Auftrieb entgegen und entlastet die Flügelwurzel.

Die Biegung ist also kein Zeichen von Schwäche, sondern Teil der Konstruktion. Ingenieure berechnen, wie sich der Flügel unter Last verformt, und legen die Form so aus, dass er gerade im Reiseflug aerodynamisch günstig steht. Am Boden sieht der Flügel deshalb anders aus als in 11.000 Metern Höhe.

Kohlefaser-Flügel bei Boeing 787 und Airbus A350

Die Boeing 787 war das erste Großraumflugzeug, bei dem Rumpf und Flügel überwiegend aus Verbundwerkstoff bestehen. Laut Boeing setzt sich die Struktur zu rund 50 Prozent aus Verbundwerkstoffen, 20 Prozent Aluminium, 15 Prozent Titan und 10 Prozent Stahl zusammen (nach Gewicht). Die Flügel bestehen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), nur die Vorderkanten sind aus Aluminium.

CFK ist bei gleichem Gewicht fester als Aluminium und lässt sich so auslegen, dass der Flügel lang, dünn und elastisch wird. Ergebnis: große Spannweite, wenig Widerstand, weniger Verbrauch – und eben ein besonders auffälliger Wingflex. Die Airbus A350 XWB nutzt ebenfalls CFK-Flügel und zeigt einen ähnlichen Effekt. Zusätzlich betonen die gebogenen Flügelspitzen beider Typen die Linie, siehe curved winglets.

Belastungstests: Wie weit sich die Flügel biegen dürfen

Bevor ein Verkehrsflugzeug zugelassen wird, muss es im sogenannten Bruchlasttest (Ultimate Load Test) beweisen, dass die Struktur das 1,5-Fache der stärksten im gesamten Betriebsleben erwarteten Kräfte aushält – mindestens drei Sekunden lang, ohne zu brechen. Dafür wird ein eigens gebautes Testflugzeug in ein Gestell gespannt und hydraulisch belastet.

Diese Werte sind Extremwerte aus dem Labor. Im normalen Flug, auch bei kräftiger Turbulenz, biegen sich die Flügel deutlich weniger. Boeing bestätigte im April 2010, dass die 787 alle Anforderungen des Tests erfüllt hatte.

Für Passagiere und Planespotter

Am besten siehst Du den Wingflex von einem Fensterplatz mit Blick auf die Tragfläche. Achte beim Start auf den Moment, in dem das Bugrad abhebt: Innerhalb weniger Sekunden heben sich die Flügelspitzen sichtbar an. Bei Turbulenzen kannst Du beobachten, wie die Flügel leicht auf und ab schwingen – das ist normal und vom Hersteller so vorgesehen.

Von außen fällt der Wingflex am deutlichsten bei Starts und Landungen von der Seite auf. Ein 787-Flügel, der am Boden fast gerade wirkt, zeigt kurz nach dem Abheben eine klare Kurve nach oben. Bei feuchter Luft kommt oft noch Wingfluff hinzu, die Kondensation über den Flügeln. Den passenden Klang zur 787 beschreibt der Glossar-Eintrag Screamliner; mehr Flügelspitzen-Kunde findest Du bei den Winglets.