11.03.1985

LUFTFAHRTLabiles Geschoß

Nasa-Ingenieure wollen ein hyperschallschnelles Verkehrsflugzeug für das Jahr 2000 entwickeln. Planziel: Mittagessen in Paris, Frühstück in New York. *
In den schnellsten Minuten seiner Testpiloten-Karriere war William J. Knight blind wie ein Maulwurf. Das rechte Cockpitfenster seines Experimental-Flugzeuges "X-15" war von Ruß geschwärzt, den linken Sehschlitz verdeckte ein Stück Blech.
Ein Raketentriebwerk im Heck beschleunigte den Stummelflügler in 31 200 Meter Höhe auf über 7000 km/h, 6,72fache Schallgeschwindigkeit - Knights Rekordflug am 3. Oktober 1967 ist längst Geschichte.
Jetzt, beinahe zwei Jahrzehnte später, lenkt eine Studie der US-Weltraumbehörde Nasa die Aufmerksamkeit amerikanischer Politiker wieder auf das Konzept "hyperschallschneller" Flugzeuge. Eine Milliarde Dollar, so die Nasa, seien nötig, die Technik für ein Transportflugzeug zu entwickeln, das *___in der Grenzzone zwischen Lufthülle und Weltraum in 40 ____000 Meter Höhe operiert, *___in Reiseflughöhe bis zu zwölffache ____Schallgeschwindigkeit (Mach 12) erreicht und dabei *___300 bis 500 Passagiere befördern kann.
Das amerikanische Repräsentantenhaus griff die Nasa-Anregung eines "aero/space"-Transporters auf: Der laufende Nasa-Haushalt für Hyperschall-Forschung soll auf zehn Millionen Dollar verdoppelt werden. Viel zu lange, klagte Dan Glickman, Republikaner und Vorsitzender des Ausschusses für Luftfahrt und Transport, habe die Nasa die Hyperschall-Technik vernachlässigt.
Was den Nasa-Planern vorschwebt, ist eine Art Super-"Concorde": ein wendiges Flugzeug, das wie der britisch-französische Überschall-Passagierjet "Concorde" auf normalen Zivilflughäfen starten kann, von herkömmlichen Triebwerken auf zwei- bis dreifache Schallgeschwindigkeit ("Supersonic") beschleunigt wird und dann in über 40 Kilometer Höhe bis zu Mach 12 ("Hypersonic") aufdrehen kann.
Würden die Entwicklungen von Flugzelle und Triebwerk für ein solches Flugzeug gleichzeitig vorangetrieben, könnte ein Vorläufer des Superflugzeuges "in 13 bis 15 Jahren seinen Erstflug absolvieren", heißt es in der Nasa-Studie. Um die Hyperschall-Technik zügig voranzubringen, möchten die Nasa-Techniker vor allem zwei Projekte finanziert haben: *___In einer Serie von Raketenflügen müßte ein neuartiges ____Antriebsaggregat ("Scramjet") in den ____Geschwindigkeitsbereichen von Mach 7 und Mach 12 ____erprobt werden; *___um aerodynamische und materialtechnische Fragen zu ____klären, sollte ein sechsfach schallschnelles ____Forschungsflugzeug gebaut werden.
Nach Einschätzung der Nasa-Experten sind die technischen Voraussetzungen für den Bau eines Hyperschall-Flugzeuges günstig: Aufgrund der Erfahrungen, die bei zivilen und militärischen Flugzeugen mit kohlefaserverstärkten Kunststoffen gewonnen wurden, erscheint es möglich, aus diesem Material eine superleichte Zelle für den Mach-12-Flieger zu konstruieren. Computer und moderne Steuerelektronik versprechen selbst unter den extremen aerodynamischen Bedingungen eines Hyperschallfluges sicheres Flugverhalten.
40 Minuten reine Flugzeit würde ein solches Flugzeug für die Strecke Paris-New York brauchen: Start in Paris um 14 Uhr, Ankunft New York: 8.40 Uhr morgens.
Seit Ende der 60er Jahre tüfteln Ingenieure des Langley Research Center der Nasa an einem Antriebsaggregat für hyperschallschnelle Flüge. Die "Scramjet" genannte Düse würde nicht den herkömmlichen Jet-Treibstoff Kerosin verbrennen, sondern Flüssigwasserstoff mit einer Temperatur von minus 253 Grad Celsius.
Jeweils für wenige Sekunden haben Langley-Ingenieure das Düsenbrennen für Mach-4-Flüge in 35 000 Meter Höhe mit einem eineinhalb Meter langen Test-Scramjet schon simulieren können. Jetzt fordern sie Flugtests von "wenigstens 40 Sekunden Düsen-Brenndauer". Solche Tests sind nötig, um die sogenannte
Scramjet-Geometrie zu erforschen. Da Turbinen-Triebwerken oberhalb von 20 000 Meter Höhe buchstäblich die Luft ausgeht, arbeitet der Scramjet mit einem trickreich geformten Lufteinlaß: Die extrem dünne Höhenluft wird darin, ohne daß rotierende Turbinenschaufeln nötig wären, so weit verdichtet, daß der Wasserstoff ohne mitgeführten Sauerstoff verbrannt werden kann.
Die Aussichten für Fluggäste, zum Hyper-Jetset aufzusteigen, sind dennoch ungewiß. Nicht nur, daß die Concorde-Betreiber "British Airways" und "Air France" einstweilen gar kein "praktisches Befürfnis" für den Bau eines Hyper-Flugzeuges ausmachen können. Die fast 20 Jahre alten Erfahrungen mit dem Testflugzeug X-15 lehren auch, daß der Vorstoß zum Hyperschallflug offenbar mit vielen Tücken behaftet ist.
Als damals der pfeilschlanke Stummelflügler nach dem Hyperschall-Testflug über der Edwards Air Force Base in Kalifornien zur Landung einschwebte, erinnerte er die Techniker an ein "verkohltes Holzscheit". Die Hitze-Schutzschicht war von Teilen des Rumpfes wie Zunder abgebrannt, Hochofentemperaturen - 1100 Grad und mehr - hatten den Rumpf des Raketenflugzeuges gebeutelt. Statt glatt und schmiegsam um Rumpf und Tragflächen zu strömen, verwirbelt die Luft beim Hyperschallflug zu Turbulenzen - die X-15 wurde zum labilen, schwer steuerbaren Geschoß.
Auf seinem Rekordflug am 3. Oktober 1967 entging Testpilot Knight nur knapp einer Katastrophe. Das Modell eines Scramjet-Vorläufers, zu Testzwecken am Rumpf befestigt, war während des Fluges verglüht und hatte ein Loch in den Rumpf der X-15 geschweißt.
"Hätten wir gewußt, in welchem Zustand das Flugzeug zurückkommt", bekannte ein Nasa-Techniker, "wir hätten die X-15 nie fliegen lassen."
[Grafiktext]
Zwölfmal schneller als der Schall Transatlantik-Jets im Vergleich Flughöhe (Meter) "Hypersonic" Reiseflughöhe: 40 000 bis 50 000 Meter Reisegeschwindigkeit: Mach 12 Flugdauer Paris-New York: rund 40 Minuten Concorde Reiseflughöhe: 17 000 bis 19 000 Meter Reisegeschwindigkeit: Mach 2 Flugdauer Paris-New York: 3 Stunden Boeing 747 (Jumbo) Reiseflughöhe: 9100 bis 12 000 Meter Reisegeschwindigkeit: Mach 0,8 (914 km/h) Flugdauer Paris-New York: 8 Stunden
[GrafiktextEnde]

DER SPIEGEL 11/1985
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