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Die Wissenschaft des Überschalls:Was ist Überschallflug, warum endete die Concorde und wird sie zurückkommen?

Überschalltransport (SST) war ein Traum, der Wirklichkeit wurde und dann wieder ein Traum wurde. Der Wettbewerb im Kalten Krieg bedeutete, dass in den 1950er und 60er Jahren Russland, die USA, Großbritannien und Frankreich um die Umsetzung der Überschalltechnologie in den kommerziellen Flug konkurrierten. Die beiden letzteren setzten sich schließlich durch, in der langen, schnabelförmigen Form der Concorde. Flüge von London nach New York dauerten plötzlich weniger als 3,5 Stunden; die Zukunft der Luftfahrt war hier.

Die Wissenschaft des Überschalls:Was ist Überschallflug, warum endete die Concorde und wird sie zurückkommen?

Und dann ging es weg. Seit 2003 gibt es keinen Überschalltransport mehr. Die Technologie ist wieder einmal zur Domäne von Militär- und Versuchsflugzeugen geworden. Also was ist passiert? Warum war der Überschalltransport nicht nachhaltig und könnte er ein Comeback feiern?

Was ist Überschallflug?

Ein Überschallflugzeug ist eines, das, vereinfacht gesagt, schneller als die Schallgeschwindigkeit fliegen kann – ungefähr 1.235 km/h (767 mph). Diese Technologie wird bei weitem am häufigsten im Militär eingesetzt, wobei Kampfflugzeuge oft für Überschallgeschwindigkeit ausgelegt sind.

Überschallflug ist eine von vier Fluggeschwindigkeiten, wobei die vollständige Liste Unterschall, Überschall, Überschall und Hyperschall umfasst. Wenn es um Flugzeuggeschwindigkeiten im Verhältnis zur Schallgeschwindigkeit geht, wird das Mach-System verwendet. Mach 1 ist die Schallgeschwindigkeit. Niedriger als Mach 1 ist Unterschall, höher als Mach 1 ist Überschall.

Wenn Sie über Mach 5 (fünfmal schneller als die Schallgeschwindigkeit) kommen, erreichen Sie Hyperschallgeschwindigkeiten. Transonic liegt ungefähr bei Mach 1, und bei dieser Geschwindigkeit kann das Flugzeug mit einer Reihe von Luftstromgeschwindigkeiten konfrontiert werden.

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(Oben:Russlands Tupolew Tu-144)

Der Überschalltransport (SST) für die Öffentlichkeit konzentrierte sich auf zwei Flugzeuge:die anglo-französische Concorde und die russische Tupolev Tu-144. Beide hatten ihren Erstflug gegen Ende der 1960er Jahre und wurden gegen Ende der 1970er Jahre in den kommerziellen Reiseverkehr eingeführt. Nach Abstürzen während der Tests schaffte das russische Flugzeug nur 55 Passagierflüge, bevor es am Boden blieb. Damit war die Concorde bis zu ihrer Ausmusterung im Jahr 2003 das einzige SST-Flugzeug.

Wie funktioniert Überschallflug?

Damit der Überschallflug funktioniert, muss sich das Flugzeug bewegen und schneller als Mach 1 (Schallgeschwindigkeit) sein.

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Das Design eines Überschallflugzeugs ist erwartungsgemäß ziemlich kompliziert. Im Großen und Ganzen muss das Flugzeug mit einem enormen Luftwiderstand fertig werden und erfordert daher eine stromlinienförmige Form; eine Möglichkeit, mit großen Wärmemengen umzugehen, die durch Reibung verursacht werden; und ein starker Motor, der für viel Schub sorgt.

Zum Beispiel war Concorde in der Lage, Reisegeschwindigkeiten von knapp über Mach 2 zu bewältigen. Sie verwendete das Turbojet-Triebwerk Olympus 593 zusammen mit Nachbrennern, um zusätzlichen Kraftstoff in das Strahlrohr einzuspritzen und den Schub während des Starts zu erhöhen. Eine Aluminiumlegierung wurde verwendet, um die durch Reibung verursachte Hitze auszuhalten und die Dinge bis zu etwa 127 °C zusammenzuhalten.

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(Oben:Concorde mit der hängenden Nase)

In Bezug auf die Form umfasste das ikonische Design der Concorde einen langen, dünnen Körper sowie eine „herabhängende Nase“, die für Start und Landung – was einen hohen Anstellwinkel erforderte, abgesenkt und angehoben werden konnte um die Stromlinienform beim Überschallflug zu erhöhen. Die Flügel hatten eine Delta-Ogival-Form (dreieckig und gebogen) – maßgeschneidert für den Luftstrom bei hohen Geschwindigkeiten.

Warum endete die Überschallreise?

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts blieb nur die Concorde als kommerzielles Überschallflugzeug übrig. Damit sollte bald Schluss sein – mit dem letzten Flug des Flugzeugs im Jahr 2003.

Warum ist SST im Sande verlaufen? Im Juli 2000 stürzte ein Concorde-Flugzeug kurz nach dem Start von Paris-Charles de Gaulle ab und tötete alle 109 Menschen auf dem Flug sowie vier Menschen am Boden. Obwohl dies der einzige tödliche Unfall war, der Concorde passierte, bedeutete dies, dass die Leitung bis November 2001 stillgelegt war. Bis dahin war die Branche nach den Anschlägen vom 11. September finanziell eingebrochen.

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Auch ohne diese Ereignisse stand SST vor einer Menge Herausforderungen. Das schiere Ausmaß eines „Überschallknalls“, als das Flugzeug Mach 1 durchbrach, reichte aus, um die Fenster der Menschen am Boden zu zerbrechen. Dies bedeutete, dass Überschallflüge nur über Ozeanen möglich waren, was die Nachfrage nach diesem Dienst einschränkte. Es gab auch ernsthafte Umweltbedenken, die sich auf die Schäden konzentrierten, die eine SST-Flotte – die in sehr großen Höhen unterwegs war – für die Ozonschicht bedeuten könnte. Die geringe Kraftstoffeffizienz schränkte auch die Reisemöglichkeiten ein, was bedeutete, dass es nur für Transatlantikreisen wirklich genutzt werden konnte.

Hinzu kommt die Tatsache, dass der Transport auf der Concorde extrem teuer war, wobei die Hin- und Rückfahrkarten Höchstwerte von etwa 12.000 $ (9.000 £) erreichten.

Wenn man all dies zusammenzählt, war Concorde wirtschaftlich nicht sinnvoll. Der tragische Unfall im Jahr 2000 mag die Abwärtsspirale des Flugzeugs beschleunigt haben, aber der letztendliche Grund für den Zusammenbruch von SST war, dass es nicht genug Geld einbrachte, um seine hohen Kosten zu tragen.

Während es Vorschläge gibt, dass Firmen wie Boom Supersonic eine Rückkehr zu SST signalisieren könnten, müssen sich diese Unternehmen mit denselben Fragen auseinandersetzen, die Concorde in ihren letzten Jahren geplagt haben – wie skaliert man Überschallreisen, um sie in der Luft zu halten?

Überschallflüge, die schneller sind als die Concorde, könnten früher starten, als Sie denken

Kommerzieller Überschallflug wurde eingestellt, seit die Concorde ihre letzte Reise gemacht hat, aber neue Berichte deuten darauf hin, dass superschnelle Flugreisen ein Comeback erleben könnten.

Laut The Market Mogul , und ursprünglich von Business Insider aufgegriffen hat der Flugzeughersteller Boom Supersonic 76 Vorbestellungen für seinen kommenden Boom XB-1 erhalten. Das Überschallflugzeug soll eine Geschwindigkeit von 2.715 km/h (1.687 mph) erreichen – wesentlich schneller als die 2.179 km/h (1.354 mph) der Concorde – und könnte 55 Passagiere zwischen London und New York in drei Stunden und 15 Minuten befördern /P>

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(Oben:Boom Supersonics XB-1)

Die XB-1 wird von ihren Schöpfern als schneller, kleiner und leiser als die Concorde bezeichnet, offenbar darauf ausgelegt, nicht deren lauten „Überschallknall“ zu erzeugen, der die Menschen auf ihrer Flugbahn störte. Boom Supersonic muss auch beweisen, dass das neue Flugzeug sicherer ist – im Juli 2000 tötete eine Concorde der Air France 113 Menschen, nachdem sie abgestürzt war, was zum Niedergang und schließlich zum Untergang der Concorde führte.

Boom Supersonic hat angekündigt, bis Ende 2018 eine kleinere Version des XB-1 zum Testen zu haben, wobei das Flugzeug in voller Größe bis 2025 einsatzbereit sein soll. Ein großes Hindernis für all dies ist die Tatsache, dass Überschallflugreisen derzeit illegal sind die Vereinigten Staaten, was die Reise von London nach New York viel schwieriger macht.

Wenn dieses Gesetz aufgehoben würde, könnte dies eine Rückkehr zum kommerziellen Überschallflug bedeuten. Hier ist eine Erklärung, was Überschallreisen sind und warum sie 2003 zu Ende gingen.