Revolution im Flugverkehr: Japanische Wissenschaftler testen Mach-5-Antrieb für rekordverdächtige Flüge
Japanische Forscher testen ein Mach-5-Triebwerk, das Flüge von Tokio nach Los Angeles in nur zwei Stunden ermöglichen könnte. Erste Ergebnisse zeigen vielversprechende Fortschritte im Verbrennungsmechanismus und der Hitzebeständigkeit.
KI-generiert
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 führten die Forscher 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 berichtet. Dies ist Teil mehrerer Projekte, die darauf abzielen, eine neue Ära des Überschall-Passagierflugs einzuleiten.
Ramjet-Technologie
Das in Entwicklung befindliche Triebwerk ist ein sogenannter „Ramjet“. Im Gegensatz zu herkömmlichen Antrieben, die Luft mit Rotoren komprimieren, kommt hier ohne bewegliche Teile aus. Die Konstruktion des Antriebs in Kombination mit der hohen Geschwindigkeit des Flugzeugs sorgt für die notwendige Luftverdichtung. Der Einlass ist so gestaltet, 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 zu einer Expansion der Gase, die über die Düse nach hinten ausgestoßen werden und so den Rückstoß erzeugen, der das Flugzeug antreibt.
Bei den Tests im Kakuda Space Center wurde jedoch noch kein vollwertiger Prototyp verwendet, sondern ein zwei Meter langes Modell. Mit diesem wurde der Verbrennungsmechanismus erprobt, und die Ergebnisse waren vielversprechend. Sowohl die Verbrennung selbst als auch die Messdaten zur Hitzebeständigkeit entsprachen nahezu vollständig den Erwartungen, was den Weg für die nächsten Schritte ebnet.
Herausforderungen bei hohen 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 aus dem Verkehr gezogen wurde, mehr als doppelt. Das Flugzeug muss zudem gegen die beim Flug entstehenden Druckwellen gewappnet sein. Auch die Hülle des Flugzeugs muss extremen Temperaturen standhalten, da die Reibung während des Fluges 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 in der Regel auf neun bis zwölf Kilometern fliegen.
Zusätzlich wird über eine mögliche Kombination mit einem Raketentriebwerk nachgedacht. Dies könnte es dem Flugzeug ermöglichen, bis zu 100 Kilometer hoch zu fliegen 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 Testflüge durchführen soll. Bis ein experimentelles Flugzeug und schließlich ein serienreifes Luftfahrzeug einsatzbereit sind, wird jedoch noch Zeit vergehen. Derzeit wird mit einer Umsetzung innerhalb von 20 Jahren gerechnet, sodass der erste Mach-5-Passagierflug möglicherweise in den 2040er Jahren stattfinden könnte.
