Im Inneren der X-65, DARPA’s Flugzeug mit aktiver Strömungssteuerung

Wie Active Flow Control die Flugzeugkonstruktion neu definieren könnte

Seit den Anfängen der Luftfahrt hat sich fast jedes Bauteil eines Flugzeugs weiterentwickelt. Rotierende Blätter wurden durch Turbinen ersetzt, die Schallmauer wurde durchbrochen und die Steuerung verlagerte sich auf elektronische Systeme.

Trotzdem hat sich ein Element fast ein Jahrhundert lang nicht verändert: die Flugsteuerungsmechanismen. Alle Flugzeuge verlassen sich auf Bauteile wie Klappen und Ruder, um die Richtung und die Winkel (Pitch, Roll und Yaw) des Flugzeugs zu steuern.

Quelle: BoffinPanda

Traditionelle Flugsteuerungen funktionieren, indem sie das aerodynamische Profil des Flugzeugs verändern und den Widerstand in einem bestimmten Teil des Flugzeugs erhöhen oder verringern. Eine radikal andere Methode, zumindest theoretisch, ist Active Flow Control (AFC). Diese Methode konzentriert sich darauf, den Luftstrom aktiv mit Energie zu steuern, anstatt nur passiv den Luftwiderstand zu erhöhen oder zu verringern. Bisher war dies ein vielversprechendes, aber meist theoretisches Konzept, das nur in Laboren getestet wurde.

Das wird sich bald ändern, mit der kürzlich angekündigten Entscheidung, das X-65‑Projekt voranzutreiben – ein Flugzeugprototyp mit einzigartigem Aussehen, der als Demonstrator für AFC‑Technologie konzipiert ist.

Quelle: Aurora Flight Sciences

Gebaut von Aurora Flight Sciences, einer Sparte von Boeing (BA ), könnte das X-65‑Flugzeug bald fertig sein und Ingenieuren reale Erfahrung beim Bau eines AFC‑gesteuerten Flugzeugs ermöglichen.
TL;DR: Das X-65 ist das erste vollskalige Flugzeug, das entwickelt wurde, um Active Flow Control (AFC) zu testen – ein System, das Flugzeuge mit Luftstrahlen statt mit beweglichen Steuerflächen steuert. Aurora Flight Sciences und DARPA wollen beweisen, ob AFC den Luftwiderstand reduzieren, den Auftrieb erhöhen, die Tarnung verbessern und letztlich die Flugzeugkonstruktion vereinfachen kann. Erste Tests vergleichen AFC mit herkömmlichen Klappen, bevor vollständig aktive Steuerungen eingesetzt werden. Das X-65 wird keinen Dienstbetrieb erreichen, aber die Technologie könnte die nächste Generation militärischer und zukünftiger kommerzieller Flugzeuge prägen.

Aktive Strömungssteuerung erklärt

Aktive Steuerungen

Die üblichen Flugsteuerungssysteme verwenden feste Formen oder Oberflächen, um den Luftstrom um ein Flugzeug zu steuern. Im Gegensatz dazu verändert Active Flow Control das Verhalten von Strömungsfeldern direkt mit Werkzeugen wie Sensoren, Aktuatoren und Steuerungsalgorithmen.

Zum Beispiel werden Luftstöße oder Ströme aus einem Düsentriebwerk durch 1‑4 mm breite Löcher in den relevanten Teilen der Flugzeughaut entnommen. Theoretisch ermöglicht dies AFC, viel reaktiver und flexibler zu sein und in Echtzeit auf wechselnde Bedingungen wie Turbulenzen zu reagieren. Die Methode sollte das Flugzeug zudem effizienter machen.

Herausforderungen von aktiven Strömungssteuerungssystemen

Ein Problem bei AFC ist, dass das System deutlich komplexer ist. Insbesondere erfordert es eine nahezu perfekte Koordination zwischen Sensoren, Aktuatoren und Steuerungsalgorithmen. Und jeder Fehler, jede Verzögerung oder falsche Reaktion kann bei einem realen Flugzeug schnell tödlich werden.

Ein weiteres Problem ist, dass aufgrund der aktiven Natur des Systems jeder Strom- oder mechanische Ausfall das Verhalten des Flugzeugs drastisch verändern kann. Daher sind Redundanz und ein hohes Maß an Zuverlässigkeit erforderlich, noch mehr als bei traditionellen Flugsteuerungssystemen.

Schließlich sind die meisten AFC‑Designs energieintensiver als herkömmliche Flugsteuerungen, was bei Flugzeugen mit begrenzter Stromversorgung und Gewicht problematisch sein kann.

Übersicht zum X-65

Das X-65 ist ein Gemeinschaftsprojekt von DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) und Aurora Flight Sciences, mit einer im August 2025 unterzeichneten Vereinbarung zur gemeinsamen Entwicklung des Flugzeugs. Das Programm ist Teil von CRANE (Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors), einem Forschungsprogramm zur Entwicklung „eines neuartigen X‑Planes, das Active Flow Control (AFC) als primäre Designüberlegung integriert.“

„Die X‑65‑Plattform wird ein dauerhaftes Flugtest‑Asset sein, und wir sind zuversichtlich, dass zukünftige Flugzeugdesigns und Forschungsmissionen die zugrunde liegenden Technologien und Flugdaten nutzen können.“
Larry Wirsing – VP of aircraft development at Aurora Flight Sciences.

Das X‑65 ist also in erster Linie ein Technologiedemonstrator, der mit AFC im Fokus entwickelt wurde, um mehr darüber zu lernen, wie diese Technologie in echten kommerziellen Flugzeugen eingesetzt werden kann.

Das Flugzeug wird eine Spannweite von 30 ft (9 m) und ein maximales Startgewicht von 7 000 lb (3 175 kg) haben. Es wird vollständig unbemannt sein und voraussichtlich Mach 0,7 erreichen.

AFC‑Design

Das Flugzeug wird zunächst sowohl mit herkömmlichen Klappen und Rudern als auch mit AFC‑Effektoren ausgestattet sein.

Auf diese Weise können die Wissenschaftler AFC mit traditionellen Flugsteuerungen vergleichen und eine Basis für Leistungsbewertungen schaffen.

Spätere Tests werden zunehmend auf AFC‑Effektoren setzen und den Einsatz beweglicher Oberflächen minimieren.

Das Flugzeug wird innere Rohre und eine Energieeinheit enthalten, um den Luftstrom im Flugzeug zu steuern. Die 14 verschiedenen AFC‑Effektoren sind modular aufgebaut und können während der Testphase mit anderen Designs ausgetauscht werden.

„Wir werden Sensoren einsetzen, um zu überwachen, wie die Leistung der AFC‑Effektoren im Vergleich zu traditionellen Steuermechanismen aussieht, und diese Daten werden uns helfen, besser zu verstehen, wie AFC sowohl militärische als auch kommerzielle Fluggeräte in Zukunft revolutionieren könnte.“
Richard Wlezien – DARPA’s program manager for CRANE

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X-65 Zeitplan

Aurora begann 2020 mit der Arbeit am CRANE‑Programm, wobei Windkanaltests 2022 durchgeführt wurden.

Das Programm erhielt im Mai 2023 seine offizielle Bezeichnung, woraufhin weitere Tests starteten.

Der Bau läuft derzeit, der Rumpf soll im Januar 2026 in Aurora’s Fertigungsanlage in Bridgeport, West Virginia, fertiggestellt werden. Die Antriebs‑ und AFC‑Systemkomponenten sind ebenfalls bereits gebaut und warten darauf, in das Flugzeug integriert zu werden.

Quelle: Aurora Flight Sciences

Was das X-65‑Programm beweisen will

Neben den Experimenten mit AFC ist das klare Ziel, eine Plattform zu schaffen, auf der später militärische und dann zivile Flugzeugdesigns aufgebaut werden können.

Ein wesentlicher Vorteil von AFC ist, dass es Turbulenzen viel besser handhaben kann und letztlich einfachere Designs ermöglichen könnte, indem große, komplexe mechanische Steuerflächen entfallen.

Es sollte zudem den Luftwiderstand reduzieren und den Auftrieb erhöhen, was zu Kraftstoffeinsparungen und größerer Reichweite führt.

Aus militärischer Sicht kann AFC durch die Kontrolle von Wirbelschleppen und aerodynamischen Signaturen die Tarnfähigkeit verbessern – ein wichtiger Faktor, da fortschrittliche Halbleiter wie GaN (Galliumnitrid) immer effizientere Radare ermöglichen.

Schließlich kann AFC beim Start eines Flugzeugs stabilisieren und unterstützen, was besonders für Kampfflugzeuge oder Drohnen, die von einem Flugzeugträger starten, nützlich ist.

Was das X-65 für zukünftige Flugzeuge bedeutet

Das X-65 und seine aktiven Strömungssteuerungssysteme werden kein einsatzfähiger Jagdjet oder Drohne sein, sondern eine Technologieplattform, aus der zukünftige funktionale Flugzeuge gebaut werden.

Es bleibt abzuwarten, wie effizient und praktisch diese Systeme sein werden – genau das sollen die X-65‑Tests klären.

Wahrscheinlich wird die allererste Anwendung im Bereich fortschrittlicher Militärflugzeuge liegen, da die Anforderungen an ein Drohnen‑ oder bemanntes Flugzeug, das von einem Träger startet oder Tarnung benötigt, deutlich höher sind und von AFC profitieren würden.

Später, wenn die Technologie bewiesen und etabliert ist, könnte sie in zivilen Flugzeugen eingesetzt werden. Zunächst könnte sie als Ergänzung zu traditionellen Flugsteuerungen dienen und dann schrittweise in neuen Passagierflugzeugdesigns ersetzt werden.

Wichtige Erkenntnisse für Investoren: Die Aurora‑Sparte von Boeing positioniert sich durch das X‑65‑Programm im Zentrum der nächsten Generation von Flugsteuerungsforschung. Während AFC noch experimentell ist, könnte ein früher Erfolg Boeings langfristige Verteidigungs‑ und Luftfahrt‑Roadmap stärken und das Unternehmen von Wettbewerbern differenzieren, wenn zukünftige Tarn‑ und Träger‑Startplattformen weiterentwickelt werden.

Für Investoren stellt AFC eine mehrjährige Technologielösung dar, die in Boeings F&E‑Aktivitäten verankert ist – eine, die letztlich Margen verbessern, Militärverträge aufwerten und das Design zukünftiger Passagierflugzeuge beeinflussen könnte, falls sie kommerzialisiert wird.

Investieren in aktive Strömungssteuerung

Aurora Flight Sciences / Boeing

Aurora Flight Sciences entwickelt nicht nur das X‑65, sondern auch zahlreiche andere Flugzeuge:

• Kleine fliegende Drohnen (Unmanned Aircraft Systems – UAS) wie die Aufklärungsdrohne Skyron‑X.
• Das Centaur Optionally Piloted Aircraft ist ein von einer Bodenstation gesteuertes Kleinflugzeug mit einem an Bord befindlichen Sicherheitspiloten, das kostengünstige Flugtests im National Airspace System (NAS) ermöglicht.
• Viele experimentelle Flugzeuge, ob bemannt oder unbemannt, elektrisch oder konventionell, dank schneller Prototypenentwicklung und fortschrittlicher Fertigungsmethoden, einschließlich 3D‑Druck, CNC‑5‑Achsen‑Fräsen, automatisierter In‑Situ‑Metrologie und automatisierter Faserplatzierung.
  • Zum Beispiel das „Liberty Lifter“ Seaplane, das SPRINT, ein vertikal startendes X‑Plane mit Fan‑in‑Wing‑Technologie, NASA’s Electrified Powertrain Flight Demonstration (EPFD) oder NASA’s X‑66 Sustainable Flight Demonstrator (SFD).

Damit ist Aurora insgesamt der experimentelle / F&E‑Zweig von Boeing.

Boeing, die größere Unternehmensgruppe, hat in letzter Zeit eine schwierige Phase durchlebt, insbesondere wegen einer Reihe von Abstürzen seiner Flugzeuge und dem stark publizierten Fehlschlag seiner Starliner‑Raumkapsel.

Trotzdem bleibt Boeing ein Gigant in der Flugzeugfertigung, wobei das Liefervolumen des 777X‑Programms ansteigt und im 3. Quartal 2025 Einnahmen von bis zu 23,5 Mrd. $ im Vergleich zu 17,8 Mrd. $ im 3. Quartal 2024 erzielt wurden, sowie ein positiver freier Cash‑Flow zurückkehrt.

Die besonders leistungsstarken Triebwerke des 777X haben sowohl Experten als auch das Publikum auf der Dubai Air Show 2025 beeindruckt, dank des sehr schnellen Starts und der starken Manövrierfähigkeit des Flugzeugs.

Während das kommerzielle Flugzeug der sichtbarste Teil des Unternehmens ist (11,1 Mrd. $ Umsatz im 3. Quartal 2025), trug der Verteidigungs‑, Raumfahrt‑ und Sicherheitsbereich ebenfalls erheblich bei (6,9 Mrd. $ Umsatz im 3. Quartal 2025), wobei Dienstleistungen, hauptsächlich Teile und Wartung bestehender Flugzeuge, 5,4 Mrd. $ ausmachten.

Das Unternehmen ist also wahrscheinlich noch nicht vollständig aus den Schwierigkeiten seiner Vergangenheit heraus, da es noch weitere Produktionsprozesse reformieren und seine Lieferkette überarbeiten muss. Es hat beispielsweise Spirit Aerospace für 4,7 Mrd. $ im Jahr 2024 zurückerworben.

Aber das Unternehmen kommt wieder auf Kurs, und die solide Auftragslage im Militärbereich, zum Beispiel ein stetiger Strom von Aufträgen für Lufttankflugzeuge und Apache‑Hubschrauber vom Pentagon und Israel im Wert von 7 Mrd. $, sollte das Unternehmen am Leben erhalten, während der Ruf seiner zivilen Flugzeugabteilung wiederhergestellt wird.

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