Wer von Tokio nach Los Angeles reisen möchte, muss eine Strecke 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 Zeit erheblich zu verkürzen.
Im April führten die Wissenschaftler der Weltraumagentur einen ersten Test eines neuartigen Triebwerks durch, das möglicherweise die Flugzeit in die USA auf nur zwei Stunden reduzieren könnte, wie die Tokioter Zeitung „The Mainichi“ berichtet. Dieses Projekt ist Teil einer Reihe von Initiativen, die darauf abzielen, eine neue Ära des Überschall-Passagierflugs einzuleiten.
Ramjet-Technologie
Das in Entwicklung befindliche Triebwerk basiert auf der sogenannten „Ramjet“-Technologie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Antrieben, die Luft durch Rotoren komprimieren, kommt hier ohne bewegliche Teile aus. Der Antrieb nutzt die Formgebung in Kombination mit der hohen Geschwindigkeit des Flugzeugs. Der Einlass ist so konstruiert, dass der Luftstrom verlangsamt, verdichtet und stark erhitzt wird. In diesen Luftstrom wird ein wasserstoffbasierter Treibstoff eingespritzt, der dort zur Explosion gebracht wird. Diese Explosionen führen zur Expansion von Gasen, die über eine Düse nach hinten ausgestoßen werden und somit 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, und die Ergebnisse zur Hitzeresistenz entsprachen nahezu vollständig den Erwartungen. Damit sind die Voraussetzungen für die nächsten Schritte gegeben.
Herausforderungen bei Mach-5-Geschwindigkeiten
Für den Lufttransfer mit Geschwindigkeiten von bis zu 5400 km/h müssen jedoch noch einige Herausforderungen bewältigt werden. 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. Darüber hinaus muss die Außenhülle extremen Temperaturen standhalten, da die Reibung während des Flugs zu Temperaturanstiegen von über 1000 Grad Celsius führen kann. Die Reiseflughöhe solcher Flugzeuge würde aufgrund günstigerer Luftdruckbedingungen bei etwa 25 Kilometern liegen, während konventionelle Jets normalerweise in Höhen von neun bis zwölf Kilometern fliegen.
Ein weiterer Aspekt, der in Betracht gezogen wird, ist die mögliche Kombination mit einem Raketentriebwerk. Dies könnte es ermöglichen, das Flugzeug auf bis zu 100 Kilometer Höhe zu bringen und konventionelle Landebahnen für Starts und Landungen zu nutzen.
Die Forschung an diesem Projekt läuft bereits seit 2013. Im nächsten Schritt plant das Forscherteam die Entwicklung eines Modells, das für Testflüge eingesetzt werden soll. Bis ein experimenteller Flieger und später ein serienreifes Luftfahrzeug einsatzbereit sind, wird jedoch noch Zeit vergehen. 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
