Zahlen, bitte! Erstmals Mach 1,06 in einer fliegenden X-Kiste
Flugzeuge des X-Programms betreiben Grundlagenforschung in der Luft. Den Beginn markierte 1947 die Bell X-1, die erstmals Überschallgeschwindigkeit erreichte.
Die NASA und der US-Flugzeughersteller Lockheed Martin testen mit dem X-59-Flugzeug, wie man bei einem Überschallflug den heftigen Knall beim Schallmauer-Durchbruch vermeidet. Das Flugzeug steht dabei für die Tradition amerikanischer Experimentalflugzeuge, die für die Grundlagenforschung in die Luft gehen.
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Die X-Flugzeuge werden zumeist für die Grundlagenforschung entwickelt, ohne Lastenheft direkter kommerzieller oder militärischer Nutzung an Bord. Ziel ist, erste Erfahrungen mit neuen Technologien oder Eigenschaften zu sammeln, was die Flüge auch nicht ungefährlich macht: Nicht alle Unwägbarkeiten können vorausgesehen werden.
Den Anfang machte die Bell X-1, ein Raketenflugzeug, mit dem der Testpilot Chuck Yeager im Oktober 1947 als erster Mensch überhaupt die Schallmauer durchbrach. Der Weg dahin war steinig.
Flugzeuge werden im Zweiten Weltkrieg immer schneller
Am Ende des Zweiten Weltkrieges wurden von der deutschen Luftwaffe erstmals Düsenflugzeuge wie die Me 262 und Raketenflugzeuge wie die Me 163 eingesetzt. Zwar waren die Flugzeuge konstruktionsbedingt noch nicht in der Lage, die Schallgeschwindigkeit zu überschreiten, aber sie wiesen den Weg in die Zukunft: Immer leistungsfähigere Flugzeuge erforderten neue technische Lösungen für Hochgeschwindigkeitsflüge.
Chuck Yeager und das erste Überschallflugzeug (27 Bilder)
(Bild: Smithsonian Institution )
Ezra Kotcher, leitender Luftfahrtingenieur sowie Major der US-Luftwaffe, und John Stack, ein Forscher am National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) — der Vorgängerorganisation der NASA — entwickelten gemeinsam das X-1-Programm.
Ziel war es, ein Demonstrationsflugzeug zu bauen, welches die Schallmauer dokumentiert durchbricht. Es war damals umstritten, was passiert, wenn ein bemanntes Flugzeug Überschallgeschwindigkeit erreicht.
Flugzeug als Ladung eines Bombers
Zusammen mit dem US-Flugzeughersteller Bell entwickelte die Air Force die X-1, die alternativ XS-1 (eXperimental, Sonic) genannt wurde. Geplant war ein bemanntes Raketenflugzeug, das in Überschall mit 800 Meilen pro Stunde (ca. 1287 km/h) bei 35.000 Fuß (ca. 11 km ) Höhe für zwei bis fünf Minuten fliegen konnte. Dazu sollte die X-1 als ausgeklinkte Ladung eines B 29- oder B 50-Bombers starten.
(Bild: US Air Force)
Grundlage für das Design der X-1 waren Entwicklungen der Miles M.52, ein geplantes britisches Überschallflugzeug, welches von 1942 bis 1945 entwickelt wurde. Aus Kostengründen hat die britische Regierung das nach Kriegsende eingestampft. Die Daten und Unterlagen des bisherigen Entwicklungsstands der M.52 gingen an Bell, ob sie direkt in die Entwicklung der X-1 einflossen, ist in der Fachliteratur jedoch umstritten.
Nicht ganz zufällig ähnelte die X-1 einer Gewehrkugel, da die in Überschallflug stabil blieben. Angetrieben wurde das Raketenflugzeug mit einem XLR-11-Triebwerk von Reaction Motors mit vier Brennkammern, die zusammen einen Schub von 26,7 kN erzeugen konnten.
Zunächst Gleitflüge zum Steuerungstest
Der Erstflug der ersten Generation der Bell X-1 fand am 19. Januar 1946 statt. In insgesamt zehn antriebslosen Flügen wollte man zunächst die Steuerbarkeit testen, bevor man ein Triebwerk einbaute. Nach weiteren Gleitflügen absolvierte der Testpilot Chalmers Goodlin am 9. Dezember 1946 den ersten Testflug mit eigenem Antrieb. Er erreichte dabei eine Geschwindigkeit von 0,79 Mach.
Nach weiteren Testflügen konnte Hersteller Bell die vertraglich festgelegte Flugtauglichkeit bis 0,8 Mach nachweisen: Alles, was darüber hinaus ging, erfolgte nun auf Verantwortung von US-Air Force und NACA.
Man teilte die Entwicklung auf: Die X-1-1 wurde mit dünneren Flügeln ausgestattet, um den angestrebten Überschallflug zu erreichen. Die NACA erforschte mit dem X-1-2 und im Vergleich um 2 Prozent dickeren Flügeln weitere Flüge, die von Forschung und nicht Rekordjagd getrieben waren.
Erfahrener Pilot des Rekordflugs
Als Pilot des ersten Überschallflugs wurde Charles Elwood „Chuck“ Yeager ausgewählt. Er war ein Weltkriegsveteran mit außerordentlichen fliegerischen Fähigkeiten, der beispielsweise als einer der ersten Piloten eine deutsche Me 262 mit Strahlentriebwerk vom Himmel holte.
(Bild: US Air Force)
Yeager gab seiner Maschine den Namen „Glamorous Glennis“, nach seiner Frau. Nach ersten Gleitflügen zwischen dem 6. und 8. August 1947, um die Maschine kennenzulernen, war sein erster Antriebsflug am 29. August, in dem er mit 0,85 Mach (1051,025 km/h) unter der Schallgeschwindigkeit (1236,5 km/h bei 20 °C und trockener Luft) blieb.
Am 14. Oktober 1947 durchbrach er mit seiner X-1-1 (Nummer 46-062) als erster Mensch die Schallmauer. Unter den Luftbedingungen war bereits bei 1060 km/h die Schallgrenze erreicht: Er überschritt sie mit 1125 km/h und erreichte Mach 1,06 in einer Höhe von 13100 Metern (etwa 43.000 Fuß). Das Überschallzeitalter war angebrochen.
Mit Zeitverzug an die Öffentlichkeit
Da das Programm streng geheim war, verriet die US Air Force erst ein halbes Jahr später den Rekordflug. Das X-1-Programm erreichte später über Mach 2 und ein Mach-3-Flug war in Planung, als man strukturelle Beschädigungen an den Testflugzeugen sah: Die Grenze war für die Flieger erreicht.
Dem X-1-Programm folgten bis heute über 50 weitere X-Flugzeuge, bei denen X-59 derzeit für Schlagzeilen sorgt, weil es durch die spezielle Form den lauten Überschallknall vermeiden will. Wir dürfen gespannt sein.
(mawi)
