Am Flugplatz Giebelstadt hob am 30. September 2026 ein ungewöhnliches Segelflugzeug ab: die AK-X der studentischen Arbeitsgemeinschaft Akaflieg am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Hinter der fs 35 der Akaflieg Stuttgart, Kennzeichen D-1337, ging der einsitzige Nurflügel-Prototyp in den Schlepp. Der erfolgreiche Jungfernflug war der Moment, auf den viele Generationen von Studierenden hingearbeitet hatten.

Die AK-X besteht ausschließlich aus Flügeln und einer Kabine. Ein separates Leitwerk gibt es nicht. Damit gilt sie als weltweit einziges modernes schwanzloses Segelflugzeug. Seit Oktober 2010 wurde das Flugzeug entwickelt; mehr als 100 Studierende arbeiteten über 15 Jahre ehrenamtlich daran, insgesamt flossen bisher mehr als 50.000 Arbeitsstunden in das Projekt.

Vom Modell zum Prototyp

In den ersten fünf Jahren untersuchte die Akaflieg Modelle, anschließend wurde der Prototyp zehn Jahre lang weiterentwickelt. Die Projektidee entstand nach dem konventionellen Segelflugzeug AK-8. Erfahrungen mit früheren Nurflügelprojekten, darunter der SB 13 und Flugzeuge der Horten-Baureihe, flossen ein.

Zunächst entstanden mehrere Balsaholz- und CFK-Flugmodelle im Maßstab 1:4. Später wurde ein Modell im Maßstab 1:2 mit 7,5 Metern Spannweite gebaut, das mehr als 75 Flüge absolvierte. Der aerodynamische Entwurf wurde außerdem mit Modellen im Maßstab 1:3,75 und 1:2 erprobt und weiterentwickelt. Dabei untersuchten die Studierenden Flugeigenschaften ebenso wie außergewöhnliche Flugzustände, etwa Trudeln. Ein Standschwingversuch beim DLR Göttingen ebnete den Weg für den Bau des bemannten Prototyps, der im Herbst 2015 begann.

Die Akaflieg arbeitet nach dem Prinzip „Forschen, Bauen, Fliegen“. Ihre Mitglieder begleiten den ganzen Entwicklungsprozess: Computermodelle, Modellbau, Werkstattarbeit und Flugtests gehören zusammen. Das KIT stellt dafür Räumlichkeiten und Werkzeuge bereit. Ehrenamtliche Fluglehrer und ein eigener Flugzeugpark ermöglichen außerdem eine Flugausbildung zu geringen Kosten.

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Segelflugzeuge kommen ohne eigenen Antrieb aus. Sie nutzen Auftrieb und Wind und können dadurch mehrere hundert Kilometer ohne Emissionen zurücklegen. Bei der AK-X steckt hinter dieser scheinbaren Leichtigkeit allerdings eine Menge Handarbeit: Gezeigt werden unter anderem das Einlegen der Flügelschalen, der Einbau der Steuerstangen im Flügel, das Entformen des Rumpfes, die Harzinfusion der Wingletschalen, das Verkleben des Flügels und ein Bruchversuch am Flügel.

Warum ein Nurflügel nicht einfach nur ein Flügel ist

Die AK-X soll ein leistungsfähiges, gutmütiges und handhabbares Segelflugzeug für die FAI-15-m-Wettbewerbsklasse sein. Die vorläufigen technischen Daten: 15 Meter Spannweite, etwa 10,2 Quadratmeter Flügelfläche, 1,4 Meter hohe Winglets, 25 Grad Pfeilung, 2 Grad V-Form, eine maximale Masse von 550 Kilogramm, 265 km/h Höchstgeschwindigkeit und 195 km/h Manövergeschwindigkeit. Gebaut wurde ein einziges Flugzeug.

Die rückgepfeilte Nurflügelkonfiguration mit Winglets erlaubt leistungsfähige Profile. Gleichzeitig brachte sie drei zentrale Herausforderungen mit: Nickdämpfung, das Verhalten beim Strömungsabriss und die Höhensteuerung. Die Pfeilung von 25 Grad soll eine mit konventionellen Flugzeugen vergleichbare Nickstabilität ermöglichen.

Ganz ohne Nebenwirkungen bleibt die starke Pfeilung nicht. Bei hohen Anstellwinkeln kann die Bodenfreiheit der Außenflügel kritisch werden. Deshalb entschieden sich die Konstrukteure für eine Mitteldecker-Konfiguration; ursprünglich war auch ein Tiefdecker erwogen worden. Wölbklappen helfen bei der Anpassung. Zusätzlich kann die Kopplung von Flügelbiegung und -torsion schon bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten zu Flattern führen. Für die angestrebte Höchstgeschwindigkeit wurde die Struktur deshalb besonders steif ausgelegt und die Spannweite auf 15 Meter begrenzt.

Beim Strömungsabriss soll die AK-X gutmütig reagieren. Ihr nahezu rechteckiger Flügelgrundriss und die geometrische Verwindung sind so ausgelegt, dass die Strömung zuerst am Innenflügel abreißt. Das führt zu einem vergleichsweise harmlosen Abkippen nach vorne und verringert die Gefahr einer vollständig abgelösten Strömung.

Jeder Flügel besitzt dreigeteilte Klappen. Sie übernehmen gleichzeitig die Aufgaben von Querrudern, Höhenrudern und Wölbklappen. Für die Höhensteuerung schlagen die inneren, vorderen und äußeren, hinteren Klappen gegensinnig aus. Gerade im Langsamflug soll diese Anordnung mehr Auftrieb und weniger Widerstand ermöglichen als ein einzelnes Höhenruder hinter dem Schwerpunkt.

Für Gierstabilität und Seitensteuerung hat die AK-X große Winglets mit integrierten Seitenrudern. Eine spezielle Profilierung der Winglets soll den induzierten Widerstand verringern, differenziert ausschlagende Seitenruder halten das Flugzeug steuerbar. Hinter dem Piloten ist außerdem ein Gesamtrettungssystem eingebaut, wie es auch bei Ultraleichtflugzeugen verwendet wird.

Viele Hände, ein langer Atem

Die Akaflieg Karlsruhe besteht seit fast 100 Jahren. Die Entwicklung der AK-X wurde über mehrere Studierendengenerationen hinweg fortgeführt; neben dem Studium konnten die Beteiligten praktische Fähigkeiten erweitern. Nach Angaben des Vorsitzenden Aaron Sutor steht nicht der persönliche Besitz eines Flugzeugs im Vordergrund, sondern Forschung und Innovation. Das klingt trocken, ist es in der Werkstatt aber vermutlich selten: Harz, Formen, Steuerstangen und immer noch ein Problem, das gelöst werden will.

Für die Struktur werden im Segelflugzeugbau übliche Nachweise durchgeführt, darunter Bruchversuche an Flügeln und Winglets. Bei Bauteilen wie den Fahrwerken achten die Entwickler auf Robustheit und Sicherheitsreserven für Erprobung und Normalbetrieb. Der Projektfortschritt ist über Blogartikel, YouTube-Videos und eine jährliche Galerie von 2010 bis 2023 dokumentiert.

Auszeichnungen gab es ebenfalls: 2014 erhielt das Projekt den Preis der Stiftung Wissen und Kompetenzen in der Kategorie „technisch orientierte Fragestellungen“. Im selben Jahr gewann die AK-X den Innovationspreis der Alten Adler e. V. Eine Besprechung des Projekts erschien außerdem im aerokurier 09/2012.

Nach dem Erstflug sind weitere Verbesserungen an der AK-X geplant. Als nächstes Projekt ist die AK-11 vorgesehen. Bis dahin bleibt am KIT Karlsruhe ein Flugzeug, das eigentlich nur aus Flügeln und einer Kabine besteht – und aus sehr vielen Stunden Arbeit.