Hyperschallgeschwindigkeit: Experimentelles Flugzeug X-51A Waverider stellt Rekord auf

Bei seinem vierten und letzten Flug hat das experimentelle Flugzeug X-51A Waverider einen Rekord aufgestellt: Es flog, angetrieben von seinen Spezialtriebwerken, dreieinhalb Minuten lang mit Hyperschallgeschwindigkeit.

Insgesamt habe der Flug sechs Minuten gedauert, der laut Boeing bereits am 1. Mai stattfand. Der US-Luft- und Raumfahrtkonzern hat das Spezialflugzeug für das US-Militär entwickelt. Die X-51A war von einem B-52-Bomber in 15.240 Meter Höhe gebracht worden. Die B-52 war vormittags (Ortszeit) vom Luftwaffenstützpunkt Edwards im US-Bundesstaat Kalifornien gestartet. Gegen 10:55 Uhr klinkte die B-52 den Waverider über dem Pazifik bei Point Mugu, einem Flughafen der US-Marine, aus.

Erst Booster, dann Scramjet

Zunächst zündete eine Booster-Rakete und beschleunigte die X-51A auf Mach 4,8, also knapp fünffache Schallgeschwindigkeit. Dann wurde der Booster abgetrennt und das Überschall-Verbrennungs-Staustrahltriebwerk (Supersonic Combustion Ramjet, Scramjet) gestartet. Damit stieg das Flugzeug auf knapp 18.300 Meter und beschleunigte auf Mach 5,1, über 6.200 Kilometer pro Stunde.

Der Scramjet habe rund dreieinhalb Minuten gebrannt, der ganze Testflug habe etwas über sechs Minuten gedauert, erklärte Boeing. In der Zeit habe X-51A Waverider über 230 nautische Meilen, rund 426 Kilometer, zurückgelegt. Am Ende stürzte das experimentelle Flugzeug planmäßig in den Pazifik.

Kühlung mit Treibstoff

Ein Scramjet ist ein Strahltriebwerk, bei dem die Luft nicht durch Schaufelräder, sondern durch die Geschwindigkeit verdichtet wird, mit der sie in die Brennkammer gepresst wird. Dabei erhitzt sich die Luft. Damit sie das Triebwerk nicht überhitzt, wird zur Kühlung Treibstoff eingeleitet. Bei der herrschenden Temperatur verdampft der Treibstoff JP-7.

Die Kanäle, durch die der Treibstoff eingeleitet wird, sind mit einem Katalysator beschichtet, der dafür sorgt, dass der Treibstoff in leichtere Moleküle aufgespalten wird. Durch die hohe Temperatur in der Brennkammer verbrennen diese und es wird Schub erzeugt.

Keine beweglichen Teile

Ein Triebwerk dieses Typs kommt ohne bewegliche Teile aus. Dadurch sind höhere Geschwindigkeiten möglich als mit einem herkömmlichen Strahltriebwerk. Allerdings muss das Fluggerät, damit der Scramjet funktioniert, bereits eine hohe Geschwindigkeit haben. Deshalb wird das Flugzeug zunächst von einer Booster-Rakete beschleunigt.

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Das Hyperschallflugzeug X-51A Waveglider wurde am 1. Mai 2013 von einer B-52 in die Luft transportiert. (Foto: US Air Force)

Mit Hilfe des Scramjets beschleunigt der Waverider auf Hyperschallgeschwindigkeit. Bei dieser Geschwindigkeit reitet das Fluggerät auf der durch seine Geschwindigkeit erzeugten Schockwelle. Daher kommt sein Spitzname.

Vier Waverider

Es war der vierte und letzte Flug der X-51A - Boeing hatte vier der Flugzeuge gebaut. Beim ersten Testflug im Mai 2010, der etwas über drei Minuten dauerte, beschleunigte der Scramjet den Waverider auf eine Geschwindigkeit von 4,88 Mach, doch dann musste das Fluggerät wegen eines Ausfalls der Telemetrie vorzeitig gesprengt werden. Beim zweiten Test zündete der Scramjet nicht. Beim dritten im August 2012 stürzte der Waveglider wegen eines Fehlers an einem Steuerflügel ab. Der Test am 1. Mai 2013 war damit der längste Hyperschallflug.

X-51A war ein Programm zur Demonstration des Hyperschallflugs. Ein Folgeprogramm, das unmittelbar daran anknüpft, ist nach Angaben der US-Luftwaffe nicht geplant. Die US-Luftwaffe will die Technik aber weiterverfolgen und künftig möglicherweise Hyperschallwaffen entwickeln. Mit einem solchen Geschoss könne jeder Punkt auf der Erde in kürzester Zeit erreicht werden.

Eine andere Einsatzmöglichkeit wären Raketenstarts - die Trägerrakete Pegasus des US-Raumfahrtunternehmens Orbital Sciences wird ebenfalls von einem Flugzeug aus gestartet.