Wer von Tokio nach Los Angeles reisen möchte, muss eine Distanz von etwa 8800 Kilometern zurücklegen. Bei Direktflügen beträgt die Reisezeit im besten Fall rund zehn Stunden. Bei Umstiegen kann die Reise sogar mehr als einen Tag in Anspruch nehmen. Doch die Japan Aerospace Exploration Agency (Jaxa) hat Pläne, diese Reisezeit erheblich zu verkürzen.
Im April dieses Jahres führten die Forscher der Weltraumagentur einen ersten Test eines neuartigen Triebwerks durch, das möglicherweise die Flugzeit in die USA auf nur zwei Stunden reduzieren könnte, berichtet die Tokioter Zeitung „The Mainichi“. Dieses Projekt ist Teil einer Reihe von Initiativen, die darauf abzielen, eine neue Ära des Überschall-Passagierflugs einzuleiten.
So könnte ein Mach-5-Flieger laut Jaxa-Visualisierung einmal aussehen.
Ramjet-Technologie
Das in Entwicklung befindliche Triebwerk ist ein sogenannter „Ramjet“. Im Gegensatz zu herkömmlichen Antrieben, die Luft mit Rotoren komprimieren, kommt hier ohne bewegliche Teile aus. Der Antrieb nutzt die Form und die hohe Geschwindigkeit des Flugzeugs, um den Luftstrom zu verlangsamen, zu verdichten und stark zu erhitzen. In diesen Luftstrom wird ein wasserstoffbasierter Treibstoff eingespritzt, der sich entzündet. Die dabei entstehenden Explosionen führen zu einer Expansion von Gasen, die über die Düse nach hinten ausgestoßen werden und so den Rückstoß erzeugen, der das Flugzeug antreibt.
Bislang wurde jedoch noch kein vollwertiger Prototyp getestet, sondern lediglich ein zwei Meter langes Modell. Dieses wurde im Kakuda Space Center verwendet, um den Verbrennungsmechanismus zu erproben. Der Test war erfolgreich, sowohl die Verbrennung als auch die Messdaten zur Hitzeresistenz entsprachen den Erwartungen. Damit sind die Voraussetzungen für die nächsten Schritte geschaffen.
Herausforderungen bei Mach-5-Geschwindigkeiten
Für den Lufttransfer mit Geschwindigkeiten von bis zu 5400 km/h sind jedoch noch zahlreiche Herausforderungen zu bewältigen. Diese Geschwindigkeit übersteigt die der ehemaligen Concorde, die nach einem Unfall im Jahr 2003 ihren Betrieb einstellte, um mehr als das Doppelte. Das Flugzeug muss zudem gegen die beim Flug entstehenden Druckwellen geschützt werden. Auch die Hülle des Flugzeugs muss extremen Temperaturen standhalten, da die Reibung während des Flugs zu Temperaturanstiegen von über 1000 Grad Celsius führen kann. Die Reiseflughöhe solcher Flugzeuge würde aufgrund der günstigeren Luftdruckbedingungen bei etwa 25 Kilometern liegen, während konventionelle Jets in der Regel auf neun bis zwölf Kilometern fliegen.
Es wird auch über eine mögliche Kombination mit einem Raketentriebwerk nachgedacht. Dies könnte es ermöglichen, das Flugzeug auf bis zu 100 Kilometer Höhe zu bringen und konventionelle Start- und Landebahnen zu nutzen.
Das Projekt wird bereits seit 2013 erforscht. Der nächste Schritt besteht darin, ein Modell zu entwickeln, das Testflüge durchführen kann. Bis ein experimenteller Flieger und schließlich ein serienreifes Luftfahrzeug einsatzbereit sind, wird es jedoch noch einige Zeit in Anspruch nehmen. Aktuell wird mit einer Umsetzung innerhalb der nächsten 20 Jahre gerechnet, sodass der erste Mach-5-Passagierflug möglicherweise in den 2040er Jahren stattfinden könnte.
Quellen: derstandard
