Die NASA hat viel Erfahrung in der Entwicklung von Überschallflugzeugen. Tatsächlich war das Testen von Überschallfahrzeugen der Anfang der NASA, als sie noch als National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) bekannt war. Beginnend mit der Bell X-1 setzt sich die Tradition der Verwendung von X-Flugzeugen und anderen experimentellen Flugzeugen fort und hat sich zu Hyperschall-Scramjets und Raumflugzeugen (wie der X-37) entwickelt.
Und jetzt, zum ersten Mal seit Jahrzehnten, will die NASA ein neues Überschallflugzeug entwickeln. Während frühere Flugzeuge entwickelt wurden, um Geschwindigkeitsrekorde zu brechen, besteht der Zweck dieses neuesten X-Flugzeugs darin, einen Quiet Supersonic Transport (QueSST) zu schaffen. Die NASA hofft, dass dieses Fahrzeug wichtige Daten liefern wird, die die Entwicklung eines kommerziellen Überschallflugverkehrs über Land ermöglichen könnten.
Zu diesem Zweck erteilte die NASA der Lockheed Martin Aeronautics Company am 2. April einen Auftrag über 247,5 Mio. USD für den Bau des X-Flugzeugs und dessen Lieferung an das Armstrong Flight Research Center der Agentur in Kalifornien bis Ende 2021. Als Jaiwon Shin, Associate Administrator der NASA für Luftfahrt, wie in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung der NASA angegeben, ist dieses Projekt wie eine Wiederholung der alten Tage der NASA-Forschung.
"Es ist super aufregend, wieder X-Flugzeuge in dieser Größenordnung zu entwerfen und zu fliegen", sagte er. "Unsere lange Tradition, die technischen Barrieren des Überschallfluges zum Nutzen aller zu lösen, wird fortgesetzt."
In der Vergangenheit gab es kommerzielle Überschallflüge für Leute, die sie sich zumindest leisten konnten. Dazu gehörten die britisch-französische Concorde (die bis 2003 in Betrieb war) und der russische Tupolev Tu-144 (1983 im Ruhestand). Diese Fahrzeuge waren jedoch nicht in der Lage, Überschallflüge über Land durchzuführen, da das Durchbrechen der Schallmauer einen Überschallknall auslösen würde - der extrem laut und potenziell schädlich ist.
Infolgedessen verbieten die aktuellen Vorschriften der Federal Aviation Administration (FAA) den Überschallflug über Land. Der Zweck dieses neuesten Flugzeugs - bekannt als Low-Boom Flight Demonstrator - besteht darin, Überschallflüge durchzuführen, die so leise Überschallknalle erzeugen, dass sie für Menschen am Boden praktisch unbemerkt bleiben. Der Schlüssel ist, wie der einzigartig geformte Rumpf der X-Ebene Überschallstoßwellen erzeugt.
Bei herkömmlichen Flugzeugkonstruktionen verschmelzen Stoßwellen, wenn sie sich von der Nase und dem Heck des Flugzeugs weg ausdehnen, was zu zwei unterschiedlichen Überschallknallen führt. Im Gegensatz dazu sendet das Rumpfdesign des X-Flugzeugs Stoßwellen vom Flugzeug weg, so dass sie nicht zusammenkommen. Stattdessen werden viel schwächere Stoßwellen auf den Boden gesendet, die als eine Reihe leiser Schläge zu hören sind.
Seit den 1960er Jahren testet die NASA die Idee mit Fahrzeugen wie dem Kampfjet F-5E Tiger II. Dieses Flugzeug, das 2003-2004 im Rahmen des Shaped Sonic Boom Demonstration-Programms der NASA Testflüge flog, hatte eine einzigartig geformte Nase und zeigte, dass die Theorie der Boom-Reduzierung solide war. Neuere Flugtests, Windkanaltests und fortschrittliche Computersimulationstools haben ebenfalls gezeigt, dass die Technologie funktionieren wird.
Peter Coen, Projektmanager für kommerzielle Überschalltechnologie bei der NASA, erklärte:
"Wir haben diesen wichtigen Meilenstein nur aufgrund der Arbeit erreicht, die die NASA mit ihren zahlreichen Partnern von anderen Regierungsbehörden, der Luft- und Raumfahrtindustrie und zukunftsorientierten akademischen Institutionen überall geleistet hat."
Die Konfiguration des X-Flugzeugs basiert auf einem QueSST-Design, das Lockheed Martin 2016 in Zusammenarbeit mit der NASA entwickelt hat und das 2017 die Tests in einem Windkanal im Glenn Research Center der NASA abgeschlossen hat. Das vorgeschlagene Flugzeug wird 28,65 Meter lang sein, eine Flügelspannweite von etwa 9 Metern haben und ein Startgewicht von 14.650 kg haben.
Basierend auf dem Design des Unternehmens wird das X-Flugzeug von einem einzigen General Electric F414-Motor angetrieben, der auch von F / A-18E / F-Jägern verwendet wird. Es wird von einem einzelnen Piloten geflogen und hat eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 1,5 (1590 km) und eine Geschwindigkeit von Mach 1,42 (1513 km) in einer Reiseflughöhe von 16764 Metern (55.000 Fuß).
Wie Shin angedeutet hat, ist die Entwicklung des X-Plans eine gemeinsame Anstrengung, an der alle Luftfahrtforschungszentren der NASA beteiligt sind:
„Es gibt so viele Menschen bei der NASA, die sich nach besten Kräften bemüht haben, uns an diesen Punkt zu bringen. Dank ihrer bisherigen und künftigen Arbeit können wir diese X-Ebene verwenden, um die wissenschaftlich gesammelten Community-Antwortdaten zu generieren, die für die Änderung der aktuellen Regeln zur Umgestaltung der Luftfahrt von entscheidender Bedeutung sind! “
Das Programm ist in drei Phasen unterteilt, die voraussichtlich von 2019 bis 2025 laufen werden. Die erste Phase, die von 2019 bis 2021 laufen wird, besteht aus einer kritischen Entwurfsprüfung zur Vorbereitung des Baus. Bei Erfolg wird mit dem Bau des Skunk Work-Werks von Lockheed Martin in Palmdale begonnen, gefolgt von einer Reihe von Testflügen und der Auslieferung des Fahrzeugs an die NASA.
Die zweite Phase, die 2022 beginnen soll, besteht darin, dass die NASA das X-Flugzeug im Überschalltestbereich über der Edwards Air Force Base in Südkalifornien fliegt, um zu prüfen, ob es für den Betrieb im National Airspace System sicher ist. Die dritte Phase von 2023 bis 2025 besteht aus den ersten Community-Response-Testflügen (von der Armstrong Air Force Base aus durchgeführt), gefolgt von weiteren Testflügen über vier bis sechs US-amerikanische Städte.
Die aus diesen Community-Reaktionstests gesammelten Daten werden dann an die FAA und die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) übermittelt, die derzeit für 2025 vorgesehen sind, damit sie neue Regeln auf der Grundlage der wahrgenommenen Schallpegel verabschieden können. Sollte sich der Low-Boom-Flugdemonstrator als effektiv erweisen, können kommerzielle Überschallflüge über Land endlich möglich werden.
Und genießen Sie dieses Video über die Entwicklung des X-Flugzeugs mit freundlicher Genehmigung der NASA:
