Die US-Raumfahrtagentur NASA arbeitet gemeinsam mit dem US-Rüstungskonzern Lockheed Martin an der Konstruktion eines neuartigen Überschallflugzeuges. Das X-59 genannte Flugzeug soll für Tests von Technologien für den Überschallflug eingesetzt werden. Dank einer neuartigen Bauweise soll die X-59 allerdings leiser als andere Jets sein, wenn sie die Schallmauer durchbricht. Statt eines lauten Doppelknalls soll ein reduzierteres Geräusch – die NASA lautmalt es mit „Thump“ – hörbar werden.

Wie sich das anhört, kann man in folgendem Video hören. Bei 0:43 Sekunden hört man einen lauten Überschallknall, bei 2:34 Minuten dagegen eine leisere Version.

NASA testet leisen Überschallknall mit hunderten freiwilligen Zuhörern

Die NASA führt nun Tests durch, bei denen die Wirkung von „herkömmlichen“ Überschallknalls jener des neuen Geräuschs gegenübergestellt werden soll. Insbesondere gilt es herauszufinden, wie viele Menschen überhaupt auf das neue Geräusch reagieren und als wie störend die Geräusche empfunden werden. Als Testobjekte dienen Bewohner der texanischen Küstenstadt Galveston. Ein F/A-18-Kampfjet wird dazu eingesetzt, die Geräusche zu erzeugen. Durch spezielle Flugmuster ist es dem Flugzeug möglich, auch jene leiseren Überschallknalls nachzustellen, die bei der X-59 Normalität sein sollen.

Wie die NASA auf ihrer Webseite beschreibt, wird ein Testpilot in einer F/A-18 im Golf von Mexiko, vor der texanischen Küste, verschiedene Manöver beschreiben. Mehr als 500 Freiwillige sollen ihre Geräuscherlebnisse über eine gesicherte Webseite danach der NASA schildern. „Wir werden nie genau wissen, was jeder gehört hat. Wir werden keine Mikrofone auf ihren Schultern platzieren. Aber wir hätten zumindest gerne eine Einschätzung der Geräuschpegel, die jeder wahrgenommen hat“, meint Alexandra Loubeau vom NASA-Forschungszentrum Langley.

Ankündigung des NASA-Projektes zum Überschall im April

Im Zuge einer Pressekonferenz Anfang April hatte die Raumfahrtbehörde das neue, mehrjährige Forschungsprojekt offiziell angekündigt. Eines der genannten Ziele ist die Suche nach einer Möglichkeit, den Knall beim Durchbrechen der Schallmauer zu dämpfen. Das könnte Jets erlauben, auch in dicht besiedelten Gebieten schneller als der Schall zu fliegen, ohne eine Gefahr für Fensterscheiben darzustellen. Die Concorde etwa flog aus diesem Grund nur Transatlantikrouten, weil dort kaum Gefahr von Schäden durch den lauten Knall besteht.

Darüber hinaus soll die Entwicklung von High-Tech-Materialien vorangetrieben werden, die in Zukunft auch für die kommerzielle Luftfahrt interessant werden könnten.

In der Form des Jets liegt das Geheimnis

Dotiert ist der Auftrag an Lockheed Martin mit 247,5 Millionen US-Dollar, der US-Konzern soll einen flugfähigen Prototyp bis Ende 2021 ausliefern. Die NASA schrieb bei der Ankündigung der Finanzierung im Februar, sie wolle ein Flugobjekt, das „so leise ist, dass es von der Bevölkerung kaum wahrgenommen wird, wie entfernter Donner oder eine vom Nachbarn mit Nachdruck geschlossene Autotüre, die man in seinem Wohnzimmer hört.“

Der sogenannte „Low-Boom Flight Demonstrator“ ist relativ klein: Mit einer Länge von 29 Metern und einer Flügelspannweite von neun Metern ist es eher mit einem Kleinflugzeug als mit einer kommerziellen Passagiermaschine vergleichbar. Vorerst wird auch nur ein einzelner Pilot darin Platz nehmen. Platz für Passagiere ist nicht vorgesehen.

Vollgetankt soll das Gewicht des Flugzeugs knapp 14.650 Kilogramm betragen. Als Antrieb dient General Electric F414, ein Turbofan-Triebwerk, das auch beim Kampfjet F/A-18E/F zum Einsatz kommt. Die maximale Geschwindigkeit des Testflugzeugs soll Mach 1,4 betragen, bei einer Flughöhe von knapp 16.000 Metern.

Eine „einzigartig geformte Außenhülle“

Erreicht werden soll das nicht nur mit neuen Materialien, sondern auch durch eine andere Platzierung der Triebwerke am Flugzeug. Die Turbinen sollen oberhalb des Rumpfes angebracht und leicht geneigt werden, um den Schall weg vom Boden weg zu lenken, wie geek.com im Februar berichtete.

Während man sich bei der Ausstattung auf bestehende Technologie verlässt, soll der Überschallknall durch eine „einzigartig geformte Außenhülle“ verhindert oder zumindest reduziert werden. Während sich bei älteren Überschall-Flugzeugen, wie der Concorde, die Schockwellen von Bug und Heck ausbreiteten, sollen diese „gedämpft“ und in kleinerer Form über die Fläche der Außenhülle verteilt abgegeben werden. So sollen diese kaum mehr wahrgenommen werden. Zu Details äußerten sich weder NASA noch Lockheed Martin im Zuge der Pressekonferenz.

Flugzeug wird ausschließlich für das Experiment gebaut

Bis 2025 will man ausreichend Erkenntnisse gesammelt haben, um diese den Luftfahrtbehörden FAA (Federal Aviation Administration) und ICAO (International Civil Aviation Organization) zu übergeben. Deren Regeln verbieten derzeit noch Linienflüge mit Überschallgeschwindigkeit über Land. Sowohl NASA als auch Lockheed Martin betonten, dass die Technologie derzeit noch keinen konkreten Einsatzzweck habe. „Das ist ein für ein Experiment gebautes Flugzeug. Es ist kein Prototyp für einen Überschall-Business-Jet. Es ist kein Prototyp für ein Waffensystem. Es ist auch kein Ableger oder Umbau von einem bestehenden Flugzeug.“, so Dave Richardson, verantwortlich für Flugzeugdesign bei Lockheed Martin Skunk Works.

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Dennoch könnten vor allem Privatunternehmen, die an Überschall-Passagierflugzeugen arbeiten, von den Erkenntnissen profitieren. Unter anderem entwickeln derzeit Boom Technology, Spike Aerospace sowie Aerion Supersonic entsprechende Flugzeuge. Aerion will etwa bis spätestens 2025 die Bewilligung für ein Überschall-Flugzeug für bis zu zwölf Passagiere erhalten. Zahlreiche Fluglinien, unter anderem Japan Airlines, Virgin und easyJet, haben in die Entwicklung entsprechender Passagierflugzeuge investiert.