Diese Überschall-Jets wollen die neue Concorde werden

Mit der Concorde hat am 21. Jänner 1976 das Zeitalter der kommerziellen Überschallflüge begonnen. Das russische Pendant, die Tupolew Tu-144S hat im November 1977 den Passagierbetrieb aufgenommen.

Lange Zeit dauerte das verheißungsvolle Kapitel der Mobilität allerdings nicht. Schon damals war es aufgrund der hohen Spritkosten schwierig, den Einsatz wirtschaftlich erfolgreich zu gestalten. Ein weiteres Problem war der Überschall-Knall. 1973 hat etwa die US-Luftsicherheitsbehörde FAA das Durchführen von Überschallflügen über den USA verboten. Der letzte kommerzielle Flug der Tu-144 fand bereits im Juni 1978 statt. Die Concorde stellte mit ihrem letzten Passagierflug am 24. Oktober 2003 die Linienflüge ein.

Comeback des Überschallreisens

Seit einiger Zeit gibt es nun wieder so etwas wie ein Wiederaufleben des Überschallreisens. Obwohl es derzeit keine kommerziellen Passagiermaschinen gibt, die schneller fliegen können als der Schall, arbeiten eine ganze Reihe an Luftfahrtunternehmen an der Entwicklung neuer Überschalljets.

So entwickelt etwa das US-amerikanische Start-up Boom Supersonic einen Jet, der die Strecke von New York nach London in lediglich drei Stunden und 15 Minuten schaffen soll. Dafür hat das junge Unternehmen bereits ein Investment von Japan Airlines im Umfang von zehn Millionen US-Dollar erhalten.

Mit seinen drei Triebwerken soll das Flugzeug eine maximale Geschwindigkeit von Mach 2,2 (2335 km/h) erreichen können und 55 Passagieren Platz bieten. Auf seiner Website gibt Boom an, dass ihr Flugzeug mehr als 500 Routen bedienen wird können. Als Triebwerke kommen beim Boom herkömmliche Mantelstromtriebwerk ohne Nachbrenner zum Einsatz. Boom Supersonic gibt an, dass der Überschallknall des neuen Flugzeugs mindestens 30 Mal leiser sei, als der der Concorde.

Günstiger als die Concorde

Für die Strecke New York-London peilt Boom einen Preis von 5000 Dollar pro Ticket an. Das wäre wesentlich günstiger als ein Flug in der Concorde: Inflationsbereinigt kam ein vergleichbares Ticket in der Concorde in den 1970er Jahren auf etwa 20.000 Dollar.

Die ersten Testflüge mit dem etwas kleineren Prototyp XB-1 Baby Boom, hätten bereits Ende 2017 stattfinden sollen. Nun soll der erste Flug Ende des Jahres über die Bühne gehen. Die ersten Tests mit Überschallflügen sind für 2019 geplant.

Die Materialien, die sich im Hochgeschwindigkeitsflug stark erhitzen, stammen übrigens von der niederländischen Firma TenCate Advanced Composites, die auch ähnliche Materialien für die Falcon-9-Rakete von SpaceX produziert.

Fensterlos schneller als der Schall

Spike Aerospace ist ein weiterer Player, der auf die Zukunft von Überschallflugzeugen wettet und dafür einen entsprechenden Jet entwickelt. Im Gegensatz zum Flugzeug von Boom fällt der Spike S-512 von Spike Aerospace wesentlich kleiner aus und geht als Supersonic-Business-Jet durch. Die Flügelspannweite beläuft sich auf 18 Meter und die Länge des Flugzeugs auf 37 Meter. Insgesamt sollen im Spike S-512 nicht mehr als 18 Passagiere Platz finden.

Die maximale Geschwindigkeit wird mit 1,8 Mach, also 1913 km/h angegeben. Die Reisegeschwindigkeit soll 1700 km/h beziehungsweise Mach 1,6 betragen. Damit werde man die Prestigestrecke London-New York in drei Stunden schaffen, schreibt Spike Aerospace auf seiner Website. Außerdem werde man die Strecken von London nach Hong Kong oder von Dubai nach New York ohne Zwischenstopp schaffen. Die Reiseflughöhe liegt bei 15,5 Kilometer.

Auf eine ganz zentrale Komponente will Spike Aerospace bei ihren Supersonic-Business-Jet allerdings verzichten: nämlich Fenster. Im Gegensatz zu anderen Flugzeugen, sollen die Passagiere neben Screens Platz nehmen, die per Livestream die Sicht aus dem Flugzeug auf den Fensterersatz zeigen. So soll ein ungestörter Blick auf das Panorama gewährleistet werden. Wenn den Passagieren der Ausblick zu langweilig wird, soll es auch die Möglichkeit geben, sich verschiedene atmosphärischen Landschaftsbilder anzeigen zu lassen.

Der Knall ist nur mehr ein Klatschen

Laut eigenen Angaben ist Spike S-512 Quiet Supersonic Jet der erste Überschalljet, der in voller Reisegeschwindigkeit über Land fliegen, ohne die darunter lebenden Menschen mit einen Überschallknall zu stören. Der Knall des Spike S-512 soll nicht lauter sein als ein Händeklatschen. Deshalb könne das Flugzeug von Spike Aerospace jede Stadt der Welt mit Überschallgeschwindigkeit anfliegen. Möglich soll dies durch spezielle aerodynamische Eigenschaften sein. Weitere Details darüber, wie der laute Überschallknall verhindert werden soll, bleibt das Unternehmen schuldig.

Erste Testflüge mit einem unbemannten, kleineren Nachbau des Spike S-512 sind Ende 2017 erfolgreich über die Bühne gegangen. Dabei hätten Aerodynamic und Flugeigenschaften des Jets ihre Tauglichkeit bewiesen. Erste Überschallflüge mit dem S-512 sollen 2021 stattfinden. Die Auslieferung der ersten Maschinen ist für 2023 geplant.

Mit namhaften Partnern

Partnerschaften mit namhaften Playern der Luftfahrtbranche kann das Unternehmen Aerion aufweisen. Für die Entwicklung des Überschalljets AS2 kooperiert Aerion mit GE Aviation und Lockheed Martin.

Für den Business-Jet AS2 ist eine Reisegeschwindigkeit von Mach 1,4 oder gut 1700 km/h geplant - zumindest über Ozeane. Über bewohnten Gebieten plant Aerion eine maximale Geschwindigkeit von Mach 0,95 oder gut 1100 km/h. Laut eigenen Angaben soll der AS2 eine Geschwindigkeit von Mach 1,2 beziehungsweise gut 1400 km/h schaffen, ohne dabei einen Überschallknall zu erzeugen - abhängig von Temperatur- und Windkonditionen. Dafür hat das Unternehmen - laut eigenen Angaben - ein gutes Dutzend an Patenten im Portfolio.

Mit diesen Reisegeschwindigkeiten könne man auf der Strecke von New York nach London rund eine Stunde und 55 Minuten an Flugzeit einsparen. Der erste Flug des AS2-Jets ist für 2023 geplant. Der reguläre Flugverkehr soll 2025 aufgenommen werden.

NASA forscht an leisen Überschallflugzeugen

Neben den Absichten, kommerzielle Überschallflugzeuge abheben zu lassen, gibt es noch zahlreiche Projekte, bei denen nach neuen Möglichkeiten des Überschallreisens gesucht wird.

Erst Anfang April hat die NASA ein mehrjähriges Forschungsprojekt angekündigt, bei dem ein leises Überschallflugzeug entwickelt und getestet werden soll. Den Zuschlag für die Zusammenarbeit mit der US-Raumfahrtbehörde hat Lockheed Martin erhalten.

Der US-Konzern wird das Flugzeug nun konstruieren und einen flugfähigen Prototyp bis Ende 2021 ausliefern. Der sogenannte „Low-Boom Flight Demonstrator“ soll dann beweisen, dass Überschallflugzeuge auch ohne den berühmt-berüchtigten Überschallknall möglich sind.

Das neue Flugzeug soll als sogenanntes X-Modell gebaut werden. Dabei handelt es sich von NASA und US-Armee gebauten Experimentalflugzeuge, mit denen neue Technologien erprobt werden sollen.

Hyperschallreisen

Etwas experimentierfreudiger und utopischer wird es, wenn es um Geschwindigkeit von mehreren tausend km/h und Raketentechnik geht. Forscher der chinesischen Akademie der Wissenschaften testen etwa im Windkanal aerodynamische Konfigurationen bis Mach 7 - das entspricht 9000 km/h. Für die Tests haben die chinesischen Forscher ein Modell gebaut, das aussieht, als hätte jemand zwei Flugzeuge kopfüber Rumpf an Rumpf aneinandergeklebt.

Diese Konfiguration liefert aerodynamische Spitzenwerte, wie es in der dazugehörigen Publikation heißt. Das Modell habe bei Tests Winde bis zu 9000 Kilometer pro Stunde ohne Probleme ausgehalten. Sein Flugzeug könnte eines Tages die Strecke Peking - New York in zwei Stunden zurücklegen, sagt der zuständige Wissenschaftler Cui Kai.

New York nach London in elf Minuten

Eine sehr vage Idee für Hyperschallreisen stammt aus der Feder des bekannten kanadischen Produktdesigners Charles Bombardier. Sein Konzept sieht vor, dass ein Flugzeug, das über ein Staustrahltriebwerk verfügt, mithilfe von Boostern auf Reiseflughöhe gebracht wird. Dort sollen sich die Booster vom Flugzeug lösen und zu Erde zurückkehren. Anschließend nimmt der Ramjet seine Arbeit auf und beschleunigt den Flieger auf eine Geschwindigkeit von Mach 24, also gut 25.000 Kilometer pro Stunde - rein theoretisch natürlich.

Damit würde das Flugzeug die 5500 Kilometer lange Strecke von London nach New York in rund elf Minuten zurücklegen. Dass eine solch hohe Geschwindigkeit tatsächlich erreicht wird, ist nach heutigem Stand der Technik allerdings eher unrealistisch. Unbeantwortet bleibt die Frage, nach der Beschleunigung, dem enormen Bremsweg und den massiven G-Kräften, die auf die Fluggäste wirken. Auch wie das Flugzeug mit der Reibungshitze überstehen soll, ist unklar.

Gegenluftstrahl als Lösung

Beim Überschallflug könnte das aerodynamische Phänomen "Long Penetration Mode" (LPM) helfen. Dabei wird durch eine Düse an der Nase des Flugzeugs ein Luftstrahl produziert, der entgegen der Flugrichtung gerichtet ist. Durch diesen Luftgegenstrom soll die Oberflächenhitze und der Überschallknall reduziert werden. Eine solche Luftstromdüse könnte auch auf den Tragflächen angebracht werden, um die komplette Oberfläche des Jets durch LPM zu kühlen.

Dennoch müsste das Flugzeug aus speziellen hitzebeständigen Materialien gebaut werden. "LPM könnte dazu beitragen, die entstehende Hitze zu reduzieren, aber es wäre nicht in der Lage das Hitzeproblem komplett zu beseitigen", wird der Produktdesigner von Forbes zitiert.

Städtetrip mit einer Rakete

Per Rakete von Stadt zu Stadt zu reisen - dieses Idee verfolgt SpaceX-CEO und Tesla-Gründer Elon Musk. Es sei künftig möglich, auf der Erde von einer Stadt in die andere innerhalb von 30 Minuten zu reisen, und zwar zum Preis eines Economy-Flugtickets, so Musk bei der Präsentation der Idee.

In einem Video wird das Konzept veranschaulicht. Musk will dabei auf die Fähigkeit der Booster der Falcon-9-Raketen zurückgreifen, die nach getaner Arbeit wieder zur Erde zurückkehren und auf Landevorrichtung senkrecht landen können. Auf diese Weise wäre es möglich, die Raketentechnik auch für kommerzielles Reisen zu nutzen.