Windiger Kolben Hyperschall aus dem Kanal
Concorde? Zweifache Schallgeschwindigkeit? Alles Schnee von gestern. Die Zukunft gehört, da sind sich die Flugzeugentwickler sicher, dem Hyperschall. Jenseits von Mach 4, der vierfachen Schallgeschwindigkeit, beginnt die Herausforderung - genau dort, wo herkömmliche Düsentriebwerke kläglich versagen.
Bereits nächste Woche könnte der bisherige Geschwindigkeitsrekord fallen: Über dem Pazifik will die Nasa ihre jüngste Errungenschaft testen; der Scramjet (Supersonic Combustion Ramjet) mit dem Namen X-43A soll auf eine Geschwindigkeit von Mach 7 beschleunigt werden und dann für kurze Zeit aus eigener Kraft fliegen. Später könnte das Nasa-Geschoss gar mit zehnfacher Schallgeschwindigkeit (rund 11.500 km/h) durch die Atmosphäre düsen.
Auf dem Boden müssen sich die Ingenieure derweil mit anderen Problemen herumkämpfen. Wie, so die bange Frage, soll die Aerodynamik der Flugmaschinen unter realistischen Bedingungen überprüft werden?
Wie das britische Wissenschaftsmagazin "New Scientist" berichtet, hat sich ein Team der US Air Force nun dieser Herausforderung gestellt. Die Militärexperten wollen einen Windkanal bauen, der Luft mit Mach 15 über Tragflächen pusten kann - mehr als doppelt so schnell wie aktuelle Windkanäle.
Viel heiße Luft
Bislang haben Windmaschinen das Problem, dass sie nicht nur schnelle, sondern vor allem heiße Luft verbreiten. Um Luft mit den herkömmlichen Mitteln auf Mach 10 zu beschleunigen, müsste sie, so Richard Miles von der Princeton University in New Jersey, auf knapp 3000 Grad Celsius erhitzt werden. Das steht keine Tragfläche lange durch.
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Die US-Ingenieure gehen daher einen anderen Weg. "Der Hauptunterschied ist, dass wir mit einem sehr, sehr hohen Druck, aber gemäßigten Temperaturen starten", so Robert Crook vom Arnold Engineering Development Center der Air Force gegenüber "New Scientist". Das Resultat soll umso beeindruckender sein. Crook hofft, mit Hilfe der neuen Technik auf Geschwindigkeiten von Mach 15 zu kommen - Angst einflößende 18.000 km/h.
Zunächst presst ein Kolben die Luft unter hohen Druck in eine Art Flaschenhals am Anfang des Windkanals. Dort soll ein extrem starker Elektronenstrahl Energie auf die Luft übertragen und sie somit weiter beschleunigen. Nachdem sich der Tunnel geweitet hat, dürften sich die Luftmassen bereits mit Mach 12 bewegen. Ein zweiter Elektronenstrahl ionisiert anschließend das Gas, das letztlich mit Hilfe eines starken Magnetfeldes auf die 15fache Schallgeschwindigkeit beschleunigt wird.
Soweit die Theorie. Die Praxis allerdings bereitet den Luftfahrttechnikern noch Kopfzerbrechen. Um die gewünschten Geschwindigkeiten zu erreichen, sind Elektronenstrahlen mit einer Leistung von 100 Megawatt nötig - rund ein Zehntel des Ausstoßes eines kleineren Kernkraftwerkes. "Das ist ziemlich viel Energie", räumt auch Miles ein. Und ein nicht minder großes Gefahrenpotenzial. "Falls der Strahl die Seiten des Tunnels trifft", so der Princton-Forscher, "würde von denen nicht mehr viel übrig bleiben."
