„Überschallflugzeug" – Versionsunterschied

Ein Überschallflugzeug ist ein Flugzeug, das nach Übertreten der Schallmauer mit einer Geschwindigkeit größer als Mach 1, also schneller als der Schall fliegt. Geschwindigkeiten jenseits Mach 5 werden umgangssprachlich auch als „hyperschallschnell" bezeichnet.

Das erste Flugzeug, das im Horizontalflug nachweislich schneller als der Schall flog, war die Bell X-1 der amerikanischen Air Force, die von Chuck Yeager gesteuert am 14. Oktober 1947 in einer Höhe von 45.000 Fuß (ca. 15 km) die Schallgrenze übertrat. Ein vorheriger Versuch mit einer deutschen Messerschmitt-Maschine gilt wissenschaftlich als umstritten und nicht anerkannt.

Militärische Überschallflugzeuge finden sich heute (Stand: 2007) nicht ausschließlich, aber vorwiegend im Bereich der Jagdflugzeuge und Jagdbomber, da es in diesen Rollen essenziell wichtig ist, den Einsatzort in möglichst kurzer Zeit erreichen zu können.

1941: Das deutsche Raketenflugzeug Messerschmitt Me 163 überschreitet im Horizontalflug erstmals die 1000 km/h-Grenze;

1944: Das deutsche Raketenflugzeug Messerschmitt Me 163 erreicht im Bahnneigungsflug 1130 km/h (entspricht in genügend großer Höhe bereits Überschallgeschwindigkeit);

1945: Gemäß inoffiziellen Aussagen von Militärpiloten soll das deutsche Strahlflugzeug Me 262 im Bahnneigungsflug die Schallmauer durchbrochen haben;

1947: Das amerikanische Raketenflugzeug Bell X-1 durchbricht als erstes Flugzeug nachweislich die Schallmauer;

1948: Das englische Strahlflugzeug De Havilland DH.108 Swallow und das amerikanische Düsenflugzeug F-86 Sabre durchbrechen im Bahnneigungsflug die Schallmauer;

1951: Das amerikanische Strahlflugzeug Douglas F4D Skyray erreicht im Horizontalflug in etwa Mach 1;

1955: Mit dem amerikanischen Strahlflugzeug North American F-100 Super Sabre erreicht der offizielle, horizontal geflogene Geschwindigkeitsrekord den Überschallbereich;

1968: Die Tupolew Tu-144 wird das erste Überschallflugzeug, das diese Geschwindigkeit auch außerhalb spezieller Flugbahnen erreicht.

1976: Mit der britisch-französischen Concorde nimmt das erste zivile Überschallflugzeug westlicher Produktion den Linienbetrieb auf.

Das erste Verkehrsflugzeug, das die Schallgeschwindigkeit überschritt, war eine DC-8 mit Mach 1,0124. Dies gelang am 21. August 1961. Die notwendige Geschwindigkeit konnte jedoch nur im Bahnneigungsflug erreicht werden.

Den ersten offiziellen Überschallflug absolvierte die sowjetischen Tupolew Tu-144 (Erstflug: 31. Dezember 1968). Wenig später gelang dies auch der britisch-französischen Concorde. Am 26. Mai 1970 war es wiederum die Tu-144, der es als erstem Verkehrsflugzeug gelang, die doppelte Schallgeschwindigkeit zu überschreiten.

Der kommerziell größere Erfolg war der Concorde beschieden. Sie wurde erst am 26. November 2003 außer Dienst gestellt. Ihr Betrieb galt schon zuvor nicht mehr als wirtschaftlich sinnvoll, wurde jedoch aus Prestigegründen noch fortgeführt. Anders bei der Tu-144: Sie wurde bereits nach sieben Monaten Einsatz 1978 aus dem Verkehr gezogen.

Am 17. Dezember 2003 überschritt mit dem SpaceShipOne erstmals ein vollständig privat finanziertes Flugzeug die Schallgeschwindigkeit. Pilot auf diesem Flug war Brian Binnie. Die Maschine stammte von der Firma Scaled Composites und wurde von dem für seine unkonventionellen Entwürfe bekannten Konstrukteur Burt Rutan entwickelt. Das Überschreiten der Schallgeschwindigkeit muss jedoch bei diesem Projekt als Nebeneffekt gelten, denn primäres Ziel war die Realisierung des ersten vollständig privat finanzierten, bemannten Weltraumfluges.

Seit 2003 ist kein ziviles Überschall-Verkehrsflugzeug mehr in Betrieb, es gibt jedoch weiterhin Bedarf an schnellen Interkontinentalreisen. Inzwischen wird bereits an Konzepten für die noch schnelleren Hyperschall-Flugzeuge gearbeitet, für die aber Entwicklungszeiträume von über 20 Jahren angesetzt werden. Die Projekte für Überschall-Flugzeuge könnten wesentlich schneller umgesetzt werden:

• 2015 wurde über Airbus-Patente zu einem ultraschnellen Flugzeug für 20 Passagiere berichtet. Bereits 2011 hatte Airbus das Konzeptflugzeug ZEHST (Zero Emission High Supersonic Transport) für bis zu 100 Passagieren vorgestellt^[1] .
• Die Aerion Corporation plant für 2021 ein neues Überschall-Geschäftsflugzeug mit dem Namen Aerion AS2.
• Die NASA hat 2016 beim Rüstungskonzern Lockheed Martin das Konzept „Quiet Supersonic Technology (QueSST)" (dt.: Leise Überschall-Technologie) in Auftrag gegeben. Die Lockheed Martin X-59 soll in 16 Kilometer Höhe mit 1500 km/h fliegen^{[2] [3]} .
• Das amerikanische Start-Up-Unternehmen Boom Technology arbeitet an einem 55-sitzigen Flugzeug, das ab 2023 mit Mach 2,2 fliegen soll^[4]

Der Hauptgrund dafür, dass es in der zivilen Luftfahrt nie in bedeutendem Umfang zum Einsatz von Überschallflugzeugen kam, ist deren Unwirtschaftlichkeit. Bei der jeweiligen Reisegeschwindigkeit hat beispielsweise die Concorde einen etwa doppelt so hohen Treibstoffverbrauch wie die Boeing 747, kann dabei aber nur etwa ein Drittel an Passagieren transportieren. Hinzu kommen die höheren Ansprüche bezüglich Materialqualität und Wartung, die die Betriebskosten weiter steigern. Demgegenüber steht nur der durch die höhere Geschwindigkeit erzielte Zeitgewinn, der jedoch erst bei mehrstündigen Flügen überhaupt von Bedeutung ist und für viele Reisende auch dann die höheren Kosten nicht rechtfertigt.

Als weitere Ursache gilt der sogenannte Überschallknall, der beim Flug mit Überschallgeschwindigkeit entsteht. Dessen schädliche Wirkungen (Lärmbelästigung, in Extremfällen Glasbruch usw.) zwingen dazu, Flugphasen, die mit Überschallgeschwindigkeit zurückgelegt werden, über unbewohntes Gebiet zu verlegen, wodurch die möglichen Flugrouten eingeschränkt werden. Zum Beispiel erfolgt bei der Flugstrecke London nach New York der Überschallflug über dem Atlantik. Als technische Lösung für dieses Problem wird zurzeit (Stand: 2007) nach Möglichkeiten gesucht, die den Überschallknall verursachenden Druckwellen nach oben hin abzulenken.

• Überschall ohne Knall: Mit neuen X-Flugzeug wollen die NASA und Lockheed Martin Technologien für leisere Überschallflüge erproben. Ende 2021 sollen die Testflüge beginnen. In: Flug Revue Juni 2018, S. 66–67
• R. During: NASA bestellt Low-Boom Flight Demonstrator bei Lockheed Martin: Statt lautem Knall nur noch ein leiser Schlag. In: FliegerRevue Nr. 6/2018, S. 14–15

• „Weltrekordflugzeuge" (Aviatic Verlag 1999)
• „Kampf um Mach 1" (Hobby Bücherei 1965)

1. ↑ https://www.welt.de/wirtschaft/article144823187/Airbus-patentiert-leisen-Nachfolger-der-Concorde.html, abgerufen am 15. Februar 2019
2. ↑ http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/ueberschall-flugzeug-nasa-bestellt-concorde-nachfolger-bei-lockheed-martin-a-1201126.html, abgerufen am 12. Februar 2019
3. ↑ https://www.nasa.gov/press-release/nasa-begins-work-to-build-a-quieter-supersonic-passenger-jet, abgerufen am 15. Februar 2019
4. ↑ https://www.heise.de/newsticker/meldung/76-Bestellungen-fuer-Ueberschall-Passagierflugzeug-Boom-3751156.html, abgerufen am 12. Februar 2019

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