Tragflächenflugzeuge, Raketenflugzeuge, Elektroflugzeuge, wenn es um die Flugzeuge der Zukunft geht, sparen Hersteller meist nicht an einer Vielzahl exotischer Designs. In der Praxis beschäftigen sie sich jedoch vor allem mit der Modernisierung bestehender Modelle, da die Risiken einer echten technischen Revolution immer recht groß erscheinen. Gleichzeitig wächst der Luftverkehrsmarkt stetig. Bisher hat sich das Marktvolumen alle 15 Jahre verdoppelt, und es sieht so aus, als ob dieser Trend noch mindestens 20 Jahre anhalten wird. Vor allem dank der wirtschaftlichen Entwicklung von Ländern mit Übergangswirtschaften, darunter China.
Früher oder später sollte der evolutionäre Entwicklungspfad im Bereich des Luftverkehrs durch einen revolutionären Pfad abgelöst werden, die Modernisierung bestehender Flugzeuge kostet ihre Hersteller immer mehr. Die Effektivität der Modernisierung bestehender Flugzeuge stößt an eine physikalische Grenze, dieser Aussage schließt sich Rolf Henke, Leiter der Luftverkehrsabteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), an. Moderne Flugzeuge sind immer schwieriger zu verbessern. Vor diesem Hintergrund ergeben sich 2 Probleme: Alle neuen experimentellen Projekte können zum Zeitpunkt ihrer Durchführung schlechtere Ergebnisse im Vergleich zu den getesteten alten aufweisen; Hersteller haben jedoch noch wenig Anreiz, ihre überwältigenden Konzepte in die Realität umzusetzen.
Fantastische Ideen braucht es derzeit nur für die Öffentlichkeitsarbeit. So zeigen beispielsweise Mitarbeiter des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ihr neues Projekt SpaceLiner. Diesen Namen erhielt das Projekt eines Raketenflugzeugs, das mit Sauerstoff und Wasserstoff betankt wird und in 90 Minuten Passagiere von Australien nach Europa befördern kann. Aber auch mittelfristig dürften solche außergewöhnlichen Projekte im Luftverkehr von Gütern und Passagieren keine nennenswerte Rolle spielen. Der Leiter des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Henke räumt ein, dass fantastische Überschallflugzeuge wohl keine Lösung für zukünftige Probleme sein werden.
Trotzdem fördert das Institut für Raumfahrtsysteme des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt weiterhin das eigene Konzept eines Hyperschallflugzeugs. Wissenschaftler aus einer Reihe europäischer Länder, darunter Deutschland, Österreich, Belgien, Spanien, Italien, Niederlande, Frankreich und Schweden, haben die nächste Forschungsphase zur Entwicklung der Zukunft des Hochgeschwindigkeitsverkehrs in großer Höhe abgeschlossen, die im Rahmen von das Fast20XX-Projekt. Die Ergebnisse dieses Projektes sollen in 2 Programme zur Schaffung von Hyperschallflugzeugen SpaceLiner DLR und ALPHA Innovation GmbH umgesetzt werden. Vor 2050 wird es unwahrscheinlich, dass solche Flugzeuge in den Himmel fliegen, aber die Technologien, die zu ihrer Herstellung erforderlich sind, werden bereits entwickelt.
Eines der wichtigsten Themen bei der Entwicklung solcher Fahrzeuge ist die Kühlung des Rumpfes. Nach der Beschleunigung wird das SpaceLiner-Gehäuse aufgrund der Reibung an der Atmosphäre des Planeten einer Erwärmung auf bis zu +1800 Grad Celsius ausgesetzt. Um die Flügelvorderkante und die Nase eines Hyperschallflugzeugs zu kühlen, schlagen deutsche Ingenieure eine aktive Kühlung auf Basis poröser Keramikmaterialien mit darin zirkulierendem Wasser vor. Der Rest des Flugzeugrumpfs soll mit traditionelleren Materialien bedeckt werden.
Im Plasmatunnel des DLR-Labors in Köln wurden heute bereits poröse Keramiken und ein Verdunstungskühlsystem erfolgreich getestet. Darüber hinaus wird an der Computermodellierung von Luftströmungen in der Nähe des Flugzeugs gearbeitet. Diese Arbeit ist sehr wichtig, da SpaceLiner sehr hohe Flughöhen erreichen wird, bei denen der atmosphärische Druck extrem niedrig ist und Bedingungen herrschen, die sich stark von denen herkömmlicher Unterschall-Passagierflugzeuge unterscheiden.
Das ALPHA-Projekt wiederum zeichnet sich durch SpaceLiner aus und ist ein Transportsystem, das ein Airbus A330-Trägerflugzeug sowie ein davon gestartetes Hyperschallfahrzeug umfassen soll. Ein kleines Gerät mit einem Piloten und zwei Passagieren an Bord muss sich in 14 km Höhe vom Trägerflugzeug trennen und dann selbstständig bis zu 100 km Höhe gewinnen. Somit ist ALPHA in erster Linie ein Transportmittel für suborbitale wissenschaftliche und touristische Flüge.
SpaceLiner wird in der Lage sein, bis zu 50 Passagiere von Australien nach Europa in 90 Minuten oder 100 Passagiere von Europa nach Kalifornien in 60 Minuten zu befördern. Um diesen Zeitrahmen einzuhalten, muss das Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von M = 24 bzw. 25.200 km/h fliegen, während der Flug in Höhen bis 82 km durchgeführt wird. Martin Zippel, Projektkoordinator beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), sagte, SpaceLiner sei eine Art zweites Kommen des Space Shuttles, aber mit einer grundlegend anderen Aufgabe. Bemerkenswert ist, dass ein Vergleich mit Shuttles, die schon während der Entwicklungsphase als nicht das erfolgreichste Projekt galten, vom Vertrauen der Deutschen in die Umsetzung ihrer Pläne spricht.
Derzeit gibt es Informationen, dass SpaceLiner einen vertikalen Start mit Raketentriebwerken für diesen geschlossenen Kreislauf mit Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff verwenden wird. Seine Länge soll etwa 70 Meter betragen, eine Spannweite von 40 Metern, ein maximales Abfluggewicht im Bereich von 1250 Tonnen. Die maximale Flugreichweite wird auf 16.500 km geschätzt. Zahlenmäßig haben wir ein typisch deutsches Projekt: teuer, schnell und gleichzeitig wieder teuer. Wenn man es mitzählt, kommt es irgendwo zwischen 12, 5 und 25 Tonnen Flugzeuggewicht pro 1 Passagier heraus. Die Schöpfer der Raumsonde verhehlen jedoch nicht die Tatsache, dass sie keine regelmäßigen Besucher zu den kostenlosen Suppenverteilungseinrichtungen befördern werden. Das Projekt für den Bau dieses Flugzeugs ist kommerziell. In den nächsten 10 Jahren wird das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt und Kosmonautik kommerzielle Partner finden, um seine Pläne umzusetzen.
Derzeit gibt es nur sehr wenige Details zu diesem Projekt. Nur wenige Details sind bekannt. Insbesondere wird berichtet, dass nach der Beschleunigung - dem aktiven Teil der Flugbahn und dem Beginn der Planung - die Situation mit der Steuerbarkeit des Schiffes aufgrund der Implementierung einer höheren aerodynamischen Qualität des Fahrzeugs besser sein wird als die der Shuttles. Jemand wundert sich über die spitze Nase eines Hyperschallflugzeugs. Es ist seit langem bekannt, dass es bei Geschwindigkeiten über M = 5 keine wesentlichen Vorteile gegenüber dem gerundeten bietet.
Doch die deutschen Entwickler strahlen Optimismus: Die endgültige Form des neuen Flugzeugs steht noch nicht fest und lässt sich deutlich anpassen. Gleichzeitig wird den Deutschen garantiert, ihre Konkurrenten aus anderen Ländern zu umgehen, die offene Hyperschallmotoren verwenden werden, die Luft aus der Erdatmosphäre holen. Solche Flugzeuge müssen zwar weniger Treibstoff transportieren und das macht solche Projekte billiger, aber das DLR schweigt über solche Kleinigkeiten lieber. Gleichzeitig ist der geschlossene Kreislauf für hohe Fluggeschwindigkeiten bestens geeignet und bereits gut entwickelt, ohne dass grundsätzlich neue Technologien geschaffen werden müssen. Die Entwickler betonen, dass sie die Effizienz des Motors nicht verbessern werden, sondern sich lieber auf die Wiederverwendung konzentrieren.
SpaceLiner zum Zeitpunkt der Trennung der ersten Stufe
Die erste Stufe des Hyperschall-SpaceLiner wird nach der Aufarbeitung des Treibstoffs mit dem Fallschirm unweit des Startplatzes (dank des Senkrechtstarts des Fahrzeugs) auf den Boden sinken. Am Boden kann die Bühne sofort für den Neustart vorbereitet werden. Die Vielschichtigkeit der ersten Stufe des Apparates ist eine unabdingbare Voraussetzung für das deutsche Projekt. Die eingebauten Triebwerke des Raumfahrzeugs werden nur auf einem hohen Teil der Flugbahn eine konstante Geschwindigkeit bereitstellen.
Basierend auf den verfügbaren Informationen wirft dieses Projekt viele Fragen auf. Bei solchen Geschwindigkeiten ist das Starten und Landen des Fluges über dicht besiedelten Gebieten ausgeschlossen, und die erste Stufe des Sinkflugs versucht, in die falsche Richtung zu fallen und darf die Schallmauer nicht überwinden. Es stellt sich heraus, dass Subraumhäfen in einem Wüstengebiet gebaut werden müssen. In dieser Hinsicht haben die Entwickler mit Australien und Kalifornien natürlich geahnt, wo sie aber einen solchen Platz in Europa finden werden. Wenn Sie Raumhäfen auf dem Meer bauen, wie lange dauert es dann, um sie zu erreichen, und wäre es dann nicht einfacher, die alten Concordes wiederzubeleben?
Unklar ist auch die aerodynamische Form des Fahrzeugs, die derzeit als traditionell bezeichnet werden kann. Seit der Entwicklung von Shuttles sind zig Jahre vergangen und schon jetzt ist klar, dass ihre Form nicht die optimale Lösung war. SpaceLiner ist ihnen inzwischen ganz klar nahe. Die Deutschen können die Geschichte mit dem Jäger Me-262 wiederholen. Ein Auto mit der Geschwindigkeit und den Motoren einer neuen Ära und dem aerodynamischen Design der vorherigen. Bisher scheinen die Aussichten, das SpaceLiner-Projekt bis 2050 zu starten, eher vage.
