In den Sechziger Jahren als europäisches Vorzeigeprojekt aus der Taufe gehoben, blieb dem anglo-französischen Überschallflugzeug Concorde der kommerzielle Erfolg verwehrt. Nur zwanzig der eleganten Flugzeuge wurden gebaut. Am 31. Mai 2003 startete die Concorde zu ihrem letzten Linienflug von New York nach Paris. Ein Nachfolger ist noch nicht in Sicht. Dennoch arbeitet man in Europa an einem vielversprechenden Konzept, das die Flugzeit von Brüssel nach Sydney auf vier Stunden verkürzen könnte.

4b Enkel der ConcordeNicht zuletzt auf Grund des hohen Wartungsaufwandes und der überaus durstigen und lauten Triebwerke konnte die Concorde zwar als technische Pionierleistung reüssieren, ein wirtschaftlicher Erfolg war das Flugzeug sowohl für die Hersteller als auch für die beiden einzigen Kunden Air France und British Airways nicht. Nach kurzer Zeit außer Dienst gestellt wurde auch der russische Überschalljet Tupelov 144, während das Konkurrenzmuster Boeing gleich gar nicht über das Reißbrettstadium hinaus kam. Auch heute scheint die Zeit für schnellere Passagierflugzeuge nicht reif zu sein. Der im Jahr 2001 von Boeing vorgestellte Sonic Cruiser sollte mit Mach 0,98 nahe der Schallgeschwindigkeit um rund 15 Prozent schneller unterwegs sein als herkömmliche Verkehrsflugzeuge. Doch die Fluglinien entschieden sich für den effizienteren Dreamliner.

Revolutionäre Antriebskonzepte

War die Concorde mit ihren 2.500 km/h Reisegeschwindigkeit mit der doppelten Schallgeschwindigkeit unterwegs, arbeiten Entwicklungsingenieure auf beiden Seiten des Atlantiks an einem revolutionären Antriebskonzept. Der sogenannte Scramjet hat das Potential in die Dimension der Hyperschallgeschwindigkeit vorzudringen. Hyperschall bedeuten Geschwindigkeiten jenseits der fünffachen Schallgeschwindigkeit. Der bisherige Rekord wurde von einem unbemannten Experimentalflugzeug der NASA aufgestellt. Der Prototyp X-43A erreichte eine Spitzengeschwindigkeit von Mach 9,6, einer Zahl die 11.250 km/h entspricht. Von einer Serienreife ist man allerdings noch viele Jahre entfernt. Zu groß sind noch die technischen Herausforderungen die es zu meistern gibt.

Da ist zum einen die große Hitze, die aufgrund der Luftreibung ausgelöst wird. Die Haltbarkeit der Werkstoffe und der Strukturen des Flugzeugs werden unter diesen extremen Bedingungen auf eine harte Probe gestellt. Die Entwicklungen und Erfahrungen mit Hitzeschildern für Raumfahrzeuge zeigen aber einen möglichen Weg auf. Noch größer sind die Herausforderungen in Zusammenhang mit dem Scramjet-Antrieb, betont man beim europäischen Projekt Lapcat (Long Term Advanced Propulsion Concepts und Technologies). Gearbeitet wird an Wasserstofftriebwerken, die sich von Grund auf von den herkömmlichen mit Kerosin betriebenen Düsentriebwerken unterscheiden. Ziel ist es, beispielsweise die Strecke Brüssel – Sydney in vier Stunden zurückzulegen und dabei auch noch Treibstoff zu einzusparen und die Transportkosten zu senken. Die heute in Verwendung befindlichen sogenannten Mantelstromtriebwerke erreichen bei rund 3.000 km/h die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Der Scramjet verbindet die Eigenschaften eines Staustrahlriebwerks mit dem eines Ramjets. Einfach ausgedrückt wird das Staustrahltriebwerk dazu benutzt das Flugzeug auf eine Geschwindigkeit von mehreren 100 km/h zu beschleunigen. Dann übernimmt der Ramjet die Antriebsfunktion und beschleunigt das Flugzeug weiter auf über 6.000 km/h. Bei diesen Geschwindigkeiten verursacht der immer stärkere Druck der in die Düse eintretenden Luft eine enorme Erhitzung, die die Stabilität der Verbrennung und die Materialbeständigkeit beeinträchtigt. Bei der X-43A wurden Tieftemperaturkühlsysteme für die in der Verbrennungsdüse ankommende Luft entwickelt, die auch das Projektteam von Lapcat inspiriert haben.

Leistbare Tickets

Auch über die Konzeption des Rumpfes hat man sich in Europa schon Gedanken gemacht. So besticht das schlicht A2 genannte Projekt des britischen Unternehmens Reaction Engines Limited durch einen extrem langen und schlanken Rumpf. Im Vergleich zum Mega-Airbus A380, der in seiner Länge 73 Meter misst, ist die A2 mit 140 Metern beinahe doppelt so lang. Die Passagierkabine selbst wäre aber nur 32 Meter lang. Fast der ganze restliche Rumpf wäre auf beiden Seiten der Kabine mit Wasserstofftanks bestückt. Wasserstoff ist energetisch anderen Treibstoffen weit überlegen. Er ist leichter und weniger schädlich für die empfindliche Stratosphäre, in der das Flugzeug in rund 20.000 Meter Höhe unterwegs sein wird. Bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehen keine Kohlenstoffdioxidemissionen. Wasserstoff kann auch als Triebwerkkühlmittel verwendet werden. Die Verwendung dieses Energieträgers wirft aber auch bisher ungelöste Probleme auf, da er sehr leicht entflammbar ist.

Bis zu einem einsatzfähigen Flugzeug werden daher noch viele Jahre vergehen. Die europäischen Entwickler gehen davon aus, dass 2023 ein Prototyp zur Verfügung stehen könnte. Und sie haben bei der Entwicklung nicht nur neue technologische Höchstleistungen im Fokus. Auch die Wirtschaftlichkeit spielt bei diesem ambitionierten Projekt eine wichtige Rolle. Die Flugpreise mit dem hyperschallschnellen Jet sollen mit den heutigen Tarifen für einen Business Class Flug nach Australien vergleichbar sein.

Christian Pöchhacker (12/2007)