Passagierflugzeuge sind zuverlässig und bequem – aber könnten wir schneller fliegen? Ingenieure arbeiten daran die Geschwindigkeit über den Wolken zu
Passagierflugzeuge sind zuverlässig und bequem – aber könnten wir schneller fliegen? Ingenieure arbeiten daran die Geschwindigkeit über den Wolken zu erhöhen. Das Flugzeug der Zukunft! Wie soll es aussehen? Welcher Motor, welcher Treibstoff? Kann es umweltfreundlich sein? Wieviel kostet es? Ein europäisches Forschungsprojekt, das mit Japan zusammenarbeitet, befasst sich mit all diesen Fragen.
Emmanuel Blanvillain, dem Koordinator des HIKARI-Projekts, zufolge ist das Ziel eines Hochgeschwindigkeitsflugzeugs die Reisezeit im Vergleich zu herkömmlichen Flugzeugen zu verringern. Also zum Beispiel Europa-Japan in rund drei Stunden.
Um eine Geschwindigkeit von Mach 5 bis Mach 8 zu erreichen, also um fünf bis acht Mal schneller als der Schall zu sein, benötigt das Flugzeug ein neues Antriebssystem, neues Material und ein komplett neues Design. Ingenieur Patrick Gruhn erklärt: “Man kann sich andere Geometrien vorstellen, aber allgemein wird man immer sehr spitze Vorderkanten, sehr aerodynamisch gestaltete Kanten haben. Denn ansonsten wird einfach der Luftwiderstand zu groß, so dass es kein Antriebssystem mehr gibt, das ausreichend Schub entwickelt, um dann noch irgendwie Beschleunigung zu erreichen.”
Im Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik DLR werden Modellflugzeuge in einem 60 Meter langen Tunnel extremen Luftdruck ausgesetzt. Ingenieur Klaus Hannemann erklärt: “Das ist ein Windkanal mit dem wir hohe Luftströmung generieren, das heißt wir können damit Wiedereintrittsströmungen um Raumfahrzeuge simulieren oder eben auch Hyperschallflug in, was hier von besonderem Interesse ist, Mach 8 in 30 Kilometern Höhe.”
Das Experiment kann beginnen: Präzise Instrumente werden in weniger als einer Sekunde aerodynamische Daten sammeln.
Euronews-Journalist Denis Loctier fragt Johan Steelant von der Europäischen Weltraumorganisation ESA: “Wie werden sich die Passagiere in einem Hyperschall-Flugzeug fühlen?” “Sie werden sich nicht sehr viel anders fühlen, als in einem herkömmlichen Flugzeug. Nur der Zeitfaktor wird anders sein. Wir sprechen hier von einer Beschleunigungszeit von 20 bis 30 Minuten. Aber sie können trotzdem einen entspannten Flug haben, die Beschleunigung genießen und die Schallmauer durchbrechen,” so Steelant.
Bei den meisten Modellen nimmt der Benzintank ziemlich viel Platz ein. Bei der Wahl des Treibstoffs erwägen die Wissenschaftler u.a. Flüssigwasserstoff, denn er produziert kein CO2 und kann als Kühlmittel genützt werden.
Hideyuki Taguchi von der Japanischen Weltraumerforschungsbehörde JAXA erklärt: “Wir müssen ein Triebkraftsystem entwickeln, dass nach dem Abheben auf Mach 5 beschleunigen kann. Mit einer Geschwindigkeit von Mach 5 zu fliegen, bedeutet, dass der Motor und die Struktur drumherum sehr heiß werden. Unsere Lösung ist folgende: Wir benutzen sehr kalten Treibstoff, um die Temperatur zu verringern und um die heiße Luft zu kühlen.”
In einem anderen Windtunnel testen die Forscher Keramik, die sehr hohen Temperaturen standhalten kann. Dieses Material kann die Teile des Hyperschall-Flugzeugs schützen, die durch die Luftreibung auf tausende Grad Celsius erhitzt werden. Laut Ingenieur Burkard Esser ist das Ziel der Untersuchung den Bereich, der heiß bleibt, klein zu halten und die gesamte Wärmelast gering zu halten, damit die Passagiere wie in heutigen Transportflugzeugen mitfliegen können.
Und wann können wir so einen Flug buchen? Hikari-Koordinator Blanvillain zufolge müssen wir noch etwas Geduld haben: “Laut dem Zeitrahmen, den wir uns gesetzt haben, wollen wir zwischen 2040-2050 ein Produkt fertigstellen. Es wird von den technologischen Fortschritten abhängen.”