Überschallflug für alle.

Vor fünfundsiebzig Jahren war über der kalifornischen Wüste zum ersten Mal das Geräusch des Durchbrechens der Schallmauer zu hören. Am 14. Oktober 1947 durchbrach das X-1-Team, bestehend aus Ingenieuren und Piloten der NASA, der United States Air Force und der Bell Aircraft Corporation, die Schallmauer – eine unsichtbare Wand am Himmel, von der manche sagten, sie sei unmöglich zu überwinden. Die Raumfahrtinnovatoren der NASA-Mission Quesst sind bereit, die Schallmauer auf ganz andere Weise zu durchbrechen. Ihr Erfolg könnte zu einer weit verbreiteten Einführung von Technologien führen, die es uns eines Tages ermöglichen würden, mit Überschallgeschwindigkeit zu fliegen (1,5 Mal schneller als die berühmte Boeing 737).

Die neue Generation von Flugzeugen

Die NASA wird das Flugzeug X-59 im Rahmen der Quest-Mission vorführen und testen. Es soll in der Lage sein, mit Überschallgeschwindigkeit zu fliegen, ohne den typischen lauten Überschallknall zu erzeugen, der 1973 zum Verbot von Überschallflügen über Land führte. Der Plan sieht vor, die X-59 über mehrere Gemeinden fliegen zu lassen, um zu untersuchen, wie die Menschen auf die leiseren „Schallknalle“ des Flugzeugs reagieren – falls sie diese überhaupt hören können. Die Reaktionen werden den Aufsichtsbehörden mitgeteilt, die auf der Grundlage der gesammelten Daten eine Aufhebung des Verbots erwägen werden. Sollte der Plan gelingen, wäre dies ein weiterer historischer Meilenstein in der Luftfahrt, der möglicherweise eine neue Ära des Luftverkehrs einläutet, in der Fluggäste in Los Angeles zum Frühstück in einen Überschalljet steigen und in New York ein Mittagessen reservieren können.

Überschall-Passagierflüge gestern und heute

Kommerzielle Überschallflugzeuge sind bereits in die Geschichte eingegangen. Das berühmteste von ihnen war die Concorde. Mit einer Reisegeschwindigkeit von 2,02 Mach (ca. 2150 km/h) konnte die Reisezeit auf der Transatlantikroute um mehr als 50 % verkürzt werden! Die Concorde erreichte eine Höchstgeschwindigkeit von 2,04 Mach: etwa 2270 km/h. 1973 wurden die Kosten für den Betrieb der Concorde zu hoch, so dass ihr Einsatz unrentabel wurde und sie 2003 außer Dienst gestellt wurde. Dennoch wurde die Forschung an Überschallflügen fortgesetzt, die Flugzeuge trieben die Geschwindigkeitsgrenze immer weiter nach oben, und immer ausgefeiltere Computer, Messsysteme und Forschungsinstrumente in Windkanälen bereicherten das Wissen der Wissenschaftler. Infolgedessen verstanden die Forscher besser, wie Flugzeuge Schallwellen erzeugen, und entwickelten eine Methode zur Verringerung ihrer Intensität, indem sie die Form des Flugzeugs manipulierten.

„Man bedenke, dass die Schmerzgrenze des Menschen bei 120 dB liegt und die bisherige Technik bei Überschallflügen über 100 dB Lärm erzeugt. Die polnische Verordnung des Umweltministeriums vom 15. Oktober 2013 über den zulässigen Umgebungslärm durch Starts, Landungen und Überflüge darf maximal 60 dB betragen. Zum Vergleich: Ein Staubsauger erzeugt beim Putzen im Haushalt einen Lärmpegel von 60 dB. Jeder Anstieg um 3 dB auf einer logarithmischen Skala bedeutet eine Verdoppelung der Schallintensität. Der Unterschied zwischen dem Lärm eines Staubsaugers und dem eines Überschallflugzeugs beträgt also bis zu 40 dB, d. h. er ist 10 000 Mal lauter.“

Paweł Cała CAE-EM Engineer Endego

Den Boom zum Schweigen bringen

Das größte Hindernis für den Überschallflug ist derzeit die Notwendigkeit, die Geschwindigkeit aufgrund der negativen Auswirkungen des Schallpegels zu begrenzen. Die Schalldämpfung wurde im Rahmen des NASA-Demonstrationsprogramms „Shaped Sonic Boom“ von 2003-2004 im Flug getestet. Dabei wurde der Northrop F-5E-Jet verwendet, der auf der Grundlage von Forschungs- und Simulationsergebnissen zur Form des Flugzeugrumpfs so modifiziert wurde, dass die Lautstärke des Schallbooms minimiert wurde. Das Projekt war erfolgreich, und die Technologie wurde verbessert und in das Flugzeug X-59 integriert. Die seit der X-1 gewonnenen Erkenntnisse haben gezeigt, dass es möglich ist, die Geschwindigkeit von Mach 1, d. h. etwa 1225 km/h (ca. 340 m/s!), zu überschreiten. Die NASA hofft, dass es mit der X-59 und ihrer leisen Überschalltechnologie möglich sein wird, der Luftfahrtindustrie und den Passagieren weltweit die Technologie und die Möglichkeiten für einen Flug schneller als der Schall zu bieten. Der Erstflug der X-59 ist für Anfang 2023 geplant. Wir erwarten ihn mit Spannung.