Einen Moment lang verharrt der Racer in der Schwebe. Dann zieht Testpilot Hervé Jammayrac die Nase des Fluggeräts nach oben, beschleunigt nach vorn und lässt den Racer gleichzeitig an Höhe gewinnen. Schon bald ist der schlanke Helikopter nur noch als kleiner Punkt am Himmel zu erkennen, nur um kurz darauf wieder einen Hochgeschwindigkeitsüberflug zu machen. Das Publikum, darunter Presse, Airbus-Mitarbeiter und andere Fachleute, ist beeindruckt. Das Luftfahrzeug des Herstellers Airbus Helicopter ist etwas ganz Besonderes – und zwar auch dank eines Beitrags von Stuttgarter Forschern. Neulich hat der Hersteller Airbus Helicopters den Racer am Standort Donauwörth in Bayern präsentiert; wir waren dabei und haben uns den Prototypen angesehen.

„Der Name steht für Rapid And Cost-Effective Rotorcraft““, erklärt Jerome Geneix, der als Chefingenieur für den Racer verantwortlich ist. Der Name „Schneller und kosteneffektiver Drehflügler“ ist ziemlich treffend: Der Racer fliegt mit 440 Stundenkilometern mehr als 50 Prozent schneller als normale Hubschrauber und steigt deutlich rasanter in die Höhe. Dabei ist er laut Airbus um 25 Prozent sparsamer als andere Hubschrauber, verursacht ein Viertel weniger CO2-Emissionen und 20 Prozent weniger Lärm.

Forscher von der Uni Stuttgart arbeiten am Airbus Racer mit

Möglich wird all das durch seine Bauart: Der Racer ist eine Art Zwitter aus Hubschrauber und Flugzeug. Zwar besitzt er einen klassischen Hauptrotor, hinzu kommen jedoch V-förmige Tragflächen, sogenannte Box Wings, an den Seiten des Rumpfes. An ihren Enden sitzen seitliche Schubpropeller, die Airbus als Lateral-Rotoren bezeichnet. Sie sorgen für den Vortrieb und machen spektakuläre Flugmanöver möglich, die mit einem gewöhnlichen Hubschrauber kaum denkbar wären. Gleichzeitig machen sie einen Heckrotor zum Ausgleich des Drehmoments überflüssig.

All diese Eigenschaften machen den Racer aber auch zu einem sehr komplexen Fluggerät. Bereits lange bevor der Prototyp Ende 2024 zu seinem Erstflug abhob, kamen Stuttgarter Wissenschaftler ins Spiel: Eine Forschungsgruppe aus drei Doktoranden um Professor Manuel Keßler vom Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG) der Universität Stuttgart stellte umfangreiche Computersimulationen an. „Unsere Aufgabe war es, aerodynamische und aeroakustische Simulationen für den Racer durchzuführen, um bereits im Vorfeld gewisse Risiken auszuschließen“, erklärt Keßler. Die Forscher untersuchten, wie der Racer sich in verschiedenen Flugzuständen verhalten würde.

Professor Manuel Keßler von der Universität Stuttgart hat mit drei Doktoranden am Racer mitgeforscht. Foto: privat/Universität Stuttgart

Für ihre Arbeit nutzten die Forscher die Dienste des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart. Dieses betreibt einen der schnellsten Supercomputer in ganz Europa. „Selbst auf 20.000 parallel arbeitenden Rechenkernen benötigt die Simulation eines einzigen Flugzustands rund einen Tag“, erklärt Keßler. Trotz des Aufwands betont er, der Stuttgarter Beitrag sei „nur ein kleiner Teil“ zu dem Mammutprojekt gewesen. Johannes Plaum, der Forschungsleiter von Airbus Helicopters Deutschland, nennt den Racer ein europäisches Vorzeigeprojekt. „Wir haben es geschafft, mit 40 Partnern aus 13 Ländern und Kulturen zusammenzuarbeiten, und am Ende ist dieser beeindruckende Demonstrator entstanden.“

Airbus Helicopters zeigt sich äußerst zufrieden mit dem Experimentalhubschrauber. Zur Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung ILA in Berlin verließ er erstmals die französischen Landesgrenzen und sorgte für jede Menge erstaunte Blicke. „Er fliegt sogar 40 Stundenkilometer schneller als wir vorhergesagt hatten“, sagt Plaum. Nur sein Vorgängermodell, der X3, flog bisher schneller. Seine Geschwindigkeit verdankt der Racer einem weiteren technischen Kniff.

Herkömmliche Hubschrauber stoßen bei hohen Geschwindigkeiten an physikalische Grenzen. Während die Rotorblätter auf einer Seite des Helikopters immer schneller werden, verlieren sie auf der anderen Seite zunehmend Auftrieb. Die Folge sind starke Vibrationen und Instabilitäten. Beim Racer dagegen übernehmen die seitlichen Flügel im schnellen Vorwärtsflug etwa die Hälfte des Auftriebs. Dadurch kann sich der Hauptrotor langsamer drehen, ohne dass die Maschine an Leistung verliert – eines der beiden Triebwerke wird dann sogar in eine Art Standby-Betrieb heruntergefahren.

Wird der Hubschrauber der Zukunft aussehen wie der Racer? Von vorne ist die ungewöhnliche Konstruktion des Airbus Helicopters Racer gut zu erkennen. Foto: Phillip Weingand

Mit einem solchen Fluggerät könnten in der Zukunft Patienten aus unwegsamem Gelände gerettet und schneller transportiert werden. Offshore-Firmen könnten Mitarbeiter zeit- und geldsparend zu Bohrinseln oder Windparks bringen. Beim Militär könnten derartige Helikopter Truppen schneller und leiser absetzen, und auch die Polizei wäre wohl froh, Einsatzorte rascher zu erreichen und trotzdem im Schwebeflug nach Personen suchen zu können.

Dass in ein paar Jahren alle Helikopter aussehen wie der Racer, ist aber dennoch unwahrscheinlich: „Er ist ein Technologiedemonstrator, mit dem wir zeigen wollen, was technisch möglich ist“, erklärt Johannes Plaum. Der Helikopter wird also nie in Serie gehen. Viele seiner Technologien dürften sich aber in den Hubschraubern der Zukunft wiederfinden: Mehr als 90 neue Patente stecken im Racer – und nicht zu vergessen ein kleiner, aber wichtiger Beitrag aus der baden-württembergischen Landeshauptstadt.