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 führte die Weltraumagentur einen ersten Test eines neuartigen Triebwerks durch, das es ermöglichen könnte, die Strecke in nur zwei Stunden zu bewältigen, wie die Tokioter Zeitung 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 mit Rotoren komprimieren, kommen hier keine beweglichen Teile zum Einsatz. Stattdessen wird die Form des Antriebs in Kombination mit der hohen Geschwindigkeit des Flugzeugs genutzt. Der Einlass ist so konstruiert, dass der Luftstrom verlangsamt, verdichtet und stark erhitzt wird. In diesen Luftstrom wird ein wasserstoffbasierter Treibstoff eingespritzt, der sich entzündet. Die dabei entstehenden Explosionen führen zur Expansion von Gasen, die über die Düse am Heck des Flugzeugs ausgestoßen werden und so den Rückstoß erzeugen, der das Flugzeug antreibt.
Für die Tests im Kakuda Space Center wurde jedoch noch kein vollwertiger Prototyp verwendet, sondern ein zwei Meter langes Modell. Mit diesem Modell wurde der Verbrennungsmechanismus getestet, und die Ergebnisse waren positiv. Sowohl die Verbrennung als auch die Messdaten zur Hitzeresistenz entsprachen den Erwartungen, was den Weg für die nächsten Schritte ebnete.
Herausforderungen bei hohen Geschwindigkeiten
Für den Lufttransfer bei 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 in der Lage sein, den Druckwellen, die beim Flug entstehen, standzuhalten. Zudem muss die Außenhülle extremen Temperaturen widerstehen, da die Reibung während des Fluges zu Temperaturanstiegen von über 1000 Grad Celsius führen kann. Die geplante Reiseflughöhe liegt bei etwa 25 Kilometern, während konventionelle Jets normalerweise in Höhen von neun bis zwölf Kilometern fliegen.
Ein weiterer Ansatz könnte die Kombination mit einem Raketentriebwerk sein, was es ermöglichen würde, das Flugzeug auf bis zu 100 Kilometer Höhe zu bringen und konventionelle Start- und Landebahnen zu nutzen.
Die Forschung an diesem Projekt läuft bereits seit 2013. Der nächste Schritt besteht darin, ein Modell zu entwickeln, das für Testflüge verwendet werden kann. Bis ein experimentelles Flugzeug 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
