Hyperschall-Reisen: Haben Sie darüber nachgedacht, noch am selben Tag nach Japan zurückzukehren?

Skylon, Raumflugzeugdesign, das schneller fliegen kann als Schall (Bildquelle: Reaction Engines)

Das Jahr 1969 wird oft von der ersten bemannten Mission des Menschen zum Mond in Erinnerung gerufen, dem natürlichen Erdsatelliten, den Neil Armstrong, Michael Collins und Edwin „Buzz“ Aldrin Jr. besucht haben. Aber auch andere Fakten prägten diese Ära. Fans des guten alten Rock konnten sich über das erste Album der Band Led Zeppelin freuen, während Elvis Presley ins Studio ging, um "From Elvis in Memphis" aufzunehmen, eine Scheibe, die die großen Hits des heute gefeierten Musikers enthält.

1969 war aber auch ein großartiges Jahr für die kommerzielle Luftfahrt. Zunächst flog die Boeing 747 im Februar dieses Jahres zum ersten Mal und debütierte fast ein Jahr später, im Januar 1970, in der kommerziellen Luftfahrt. Aber das Flugzeug, das die Szene im Jahr 69 stahl, war die Concorde, ein Überschallflugzeug, das dies versprach internationale Reisen mit der Geschwindigkeit von Mach 2, der doppelten Schallgeschwindigkeit (ca. 2.100 km / h).

Die Concorde-Ära

Trotz der hohen Projektkosten und vieler Kritikpunkte, insbesondere in Bezug auf die Umwelt- und Lärmbelastung, und der öffentlichen Wahrnehmung, dass Concorde-Flüge nur ein Privileg der Reichen waren, wurde das Flugzeug über 20 Jahre lang kommerziell betrieben und war im Ruhestand. erst 2003, nach einer Krise in der Luftfahrtindustrie, die durch den Anschlag vom 11. September ausgelöst wurde.

Concorde-Flugzeuge sind seit 27 Jahren international sehr schnell unterwegs. (Bildquelle: Heritage Concorde)

In der Zwischenzeit wurde die Concorde für denkwürdige Taten berühmt. Während reguläre Flugzeuge 8 Stunden von New York nach Paris brauchten, benötigte Concorde nur 3, 5 Stunden. Laut Folha kostete eine transatlantische Reise mit einem dieser Flugzeuge etwa 9.000 US-Dollar, weit mehr als ein erstklassiges Ticket mit einer Boeing 747.

Aufgrund der hohen Unterhaltskosten und der unzureichenden Passagierzahl, mit der das Flugzeug operierte, wurde das Modell ausgemustert. Sein letzter Flug fand am 24. Oktober 2003 zum Flughafen London Heathrow statt. Seitdem sind die Concordes zu Museumsattraktionen geworden.

Die Post-Concorde-Welt

Derzeit ist die Ausschreibung für ein neues Überschallflugzeug für kommerzielle Flüge noch nicht abgeschlossen. Aber einige laufende Projekte versprechen, das in den kommenden Jahren zu ändern, eine Reise von New York nach Australien zum Beispiel dauert nur 4 Stunden.

Concorde-Stand, der Mach 2-Geschwindigkeit erreichte (Bildquelle: Wikipedia)

Wenn die Welt bereits von Concorde überrascht wurde, einem Überschallflugzeug, das mit Mach 2-Geschwindigkeit fliegt, verliert es nicht, wenn es auf das Hyperschallflugzeug wartet, das eine Geschwindigkeit erreicht, die fünfmal höher ist als die des Schalls (Mach 5). Zu diesem Zweck wurden technische Probleme und physikalische Grenzen untersucht und häufig überwunden. Innovative Lösungen, die jeden optimistisch machen können.

SABRE, Raketenantrieb für Verkehrsflugzeuge

Wie zu erwarten ist, muss ein Großteil dieser Revolution in der Hyperschall-Zivilluftfahrt in einem wesentlichen Teil des Flugzeugs stattfinden: dem Triebwerk. Raketenantriebe, die in Flugzeugen verwendet werden, können hohe Geschwindigkeiten erreichen, sind jedoch sehr kostspielig.

Modell des SABRE-Motors, der mit Luft Mach 5 erreicht (Bildquelle: Wikipedia)

Der Hauptgrund dafür ist die Tatsache, dass der Motor stark genug sein muss, um nicht nur das Flugzeug, die Besatzung und die Passagiere zu tragen, sondern auch die erforderliche Treibstoffmenge: die gesamte Masse an flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff. Ingenieure denken jetzt über eine Möglichkeit nach, diesen Nachteil zu beseitigen. Die Antwort auf dieses Problem liegt zunächst in etwas, das für unsere Augen transparent ist: der Luft.

Da sich das Flugzeug durch sauerstoffreiches Medium bewegt, könnte die Turbine die Luft ansaugen und zusammen mit Wasserstoff verbrennen, um den Antrieb zu erhalten, der zum schnellen Fliegen des Flugzeugs erforderlich ist. Dies würde Gewicht eliminieren und folglich den Prozess billiger machen.

SABRE-Betriebsdaten, Skylon-Motor (Bildquelle: Reaktionsmotoren)

Grob gesagt ist dies die Idee von SABRE, dem Raketenantrieb, der die Welt der zivilen Hyperschallluftfahrt ermöglichen wird.

Futuristisches Konzept von 1955

SABRE wurde von Reaction Engines in Oxfordshire, England, entwickelt und wird zunächst zur Landung des Raumflugzeugs Skylon verwendet, mit dem Satelliten gestartet werden könnten. Es ist jedoch sehr wahrscheinlich, dass dieses technische Kunstwerk auch für kommerzielle Flüge mit Mach 5-Geschwindigkeit eingesetzt wird.

Der Vorteil liegt auf der Hand: Mit demselben Motor kann man sowohl innerhalb als auch außerhalb der Atmosphäre fahren. Das Konzept, das als Grundlage für die Gründung von SABRE diente, entstand 1955, als Robert P. Carmichael vorschlug, dass Wasserstoffmotoren eine viel bessere Leistung erbringen könnten, wenn der Wärmetauscher die Luft durch sie kühlen könnte.

Somit würde die niedrige Temperatur es leichteren Materialien wie einer großen Luftmasse ermöglichen, durch den Motor zu strömen, wodurch die Brennkammern mehr Kraftstoff einspritzen könnten, ohne sich zu überhitzen.

Geheime Technologie kühlt die Luft in Sekundenbruchteilen

Dieser Motortyp ist als Vorkühler bekannt und kann Luft verarbeiten, bevor sie mit Wasserstoff verbrannt wird. In einem Interview mit dem NewScientist-Magazin erklärt Ben Gallagher, Business Development Manager von Reaction Engines: „Wenn Sie auf Mach 5 in einen SABRE-Motor steigen, erwärmt sich die Luft auf über 1.000 ° C. würde jeden gewöhnlichen Motor zum Schmelzen bringen. “ Der Vorkühler des Unternehmens ist jedoch in der Lage, die Lufttemperatur in einer Hundertstelsekunde auf -150 ° C zu senken.

Auf diese Weise wird Luft, wenn sie komprimiert und für die Verbrennung vorbereitet wird, nicht überhitzt. Offensichtlich macht Reaction Engines ein Geheimnis über den Luftkühlungsprozess. Tatsächlich ist die Technologie so geheim, dass sie nicht einmal zum Patent angemeldet wurde. Alles, was darüber berichtet wurde, ist, dass die Luft durch eine Reihe sehr dünner heliumgekühlter Rohre strömt, die über einen großen Bereich des Motors verteilt sind.

SABRE befindet sich bereits in der Testphase und ist laut NewScientist-Bericht bereits in der Lage, 6 Minuten lang sehr stabil und vibrationsfrei zu arbeiten. Dies ist die Zeit, die erforderlich ist, um ein Weltraumflugzeug in die Umlaufbahn zu bringen.

Andere Hyperschallinitiativen

Reaction Engines gehört nicht nur Ihnen, um diese Art von kommerziellem Flug Wirklichkeit werden zu lassen. Die für Airbus zuständige EADS Aerospace Bell hat in Zusammenarbeit mit dem Lavrentyev-Institut für Hydrodynamik in Russland eine Alternative zu SABRE mit einem anderen Ansatz entwickelt. Laut der Technology Newspaper wird dieses Triebwerk als verbesserte Variante des Pulsstrahltriebwerks fungieren, einem deutschen Design, das im Zweiten Weltkrieg verwendet wurde.

Bild des von EADS entwickelten Jet-Puls-Triebwerks (Bildquelle: Technology Newspaper)

Bei diesem Motortyp wird Kraftstoff und Luft langsam in einen Kanal eingespritzt, das Gemisch gezündet und der Antrieb in die richtige Richtung gelenkt. Der Unterschied im EADS-Design besteht darin, dass der neue Motor diese Mischung bei Überschallgeschwindigkeit explodieren lässt. Die Idee ist, dass das Projekt im Laufe der Zeit durch die Technologie, die als "kontinuierliche Detonationswelle" bezeichnet wird und Tausende von Kraftstoffeinspritzungen pro Sekunde erzeugt, zu Überschallgeschwindigkeiten führen wird.

Auf diesen neuen Nischenmarkt setzt auch Virgin, die bereits über ein gut entwickeltes Weltraumtourismusprojekt verfügt und deren Ticket bereits von Brasilianern gekauft werden kann. Laut Angaben des Unternehmens wird Virgin sein Raumfahrtprogramm ausweiten und es in nur 45 Minuten möglich sein, London zum Mittagessen in Australien zu verlassen. Hört sich gut an, nicht wahr?

Quellen: NewScientist, Reaction Engines, AIAA, Skylon, Technology Newspaper