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In vier Stunden um die halbe Welt – und das auch noch ohne Kerosin: Das steckt dahinter

Mit fünffacher Schallgeschwindigkeit innert weniger Stunden ohne Kerosin nach Australien. Was unmöglich tönt, soll dank eines neuartigen Wasserstoff-Antriebs einer britischen Firma möglich werden.
Bruno Knellwolf
Eine Concorde der British Airways Concorde landet auf dem Shannon Airport in Irland am 7. August 2001. Bald darauf war es fertig mit dem Überschallflugzeug. (Bild: KEYSTONE/AP Photo/PA/Chris Bacon)

Eine Concorde der British Airways Concorde landet auf dem Shannon Airport in Irland am 7. August 2001. Bald darauf war es fertig mit dem Überschallflugzeug. (Bild: KEYSTONE/AP Photo/PA/Chris Bacon)

In viereinhalb Stunden von London nach Sydney. Unmöglich, denkt man. Doch das britische Unternehmen «Reaction Engines» verspricht genau dies dank einer neuartigen Flugtechnik. Die ersten Tests des wichtigsten Teils des Antriebs in den USA sind gelungen und jetzt hat das im Jahr 1989 von drei Rolls-Royce Ingenieuren gegründete Unternehmen damit begonnen, in Schottland nach einem Testflughafen für den ultraschnellen Überschallantrieb Ausschau zu halten.

Concorde ist hart gelandet

Dies, obwohl das Fliegen schneller als der Schall mit dem Grounding der Concorde eigentlich für tot erklärt worden ist. Das britisch-französische Überschall-Verkehrsflugzeug war mit rund zweifacher Schallgeschwindigkeit, mit 2400 km/h unterwegs und erreichte New York von London aus in drei Stunden. Doch ein schwerer Unfall in Paris am 25. Juli 2000 war der Anfang des Endes des Prestige-Flugzeugs. Auf der Flugpiste liegende Metallteile hatten beim Start der Concorde deren Tank beschädigt, das Flugzeug stürzte ab und 113 Menschen starben.

Am 24. Oktober 2003 hob die letzte Concorde ab, deren Niedergang aber nicht nur mit diesem Unfall zu tun hatte. Die Kosten waren zu hoch, wie auch der Energieverschleiss, die Umweltbelastung und der Lärm, welches das schnelle Flugzeug verursachte. Das Fliegen für den Passagier war nicht nur teuer, sondern sogar unbequem, weil die Sitze eng geschnitten waren im gezwungenermassen aerodynamischen Flugzeug.

Mit 6300 km/h

Doch nun soll mit «Reaction Engines» alles anders werden. Und zwar dank dem Antrieb «Sabre», der ursprünglich dafür gedacht war, mit einem Raumgleiter Satelliten und Menschen ins All zu befördern. Gerade auch für die nächste Generation von wieder verwertbaren Trägerraketen. Die Technik soll gemäss dem britischen Unternehmen auch für Passagierflugzeuge eingesetzt werden. Während Jet-Flugzeuge allerhöchstens mit Mach 3, also mit dreifacher Schallgeschwindigkeit unterwegs sein könnten, habe die Luft-Ansaug-Technik Sabre die Möglichkeit, mit Mach 5,4 zu fliegen, mit über 6300 km/h. Stelle man auf Raketenmodus, seien im All mit Sabre sogar Mach 25 möglich, erklärt die britische Firma. Mach 5 ist mehr als doppelt so schnell wie eine Concorde und 50 Prozent schneller als die SR-71 Blackbird, das schnellste Flugzeug der Welt.

Was unwahrscheinlich tönt, hat die ersten Testhürden der Schlüsseltechnologie des speziellen Antriebs übersprungen, wie die britische Firma am Mittwoch gemeldet hat. Sabre steht für «Synergetic Air-Breathing Rocket Engine», deren in den USA getestete Schlüsseltechnologie ein Vorkühler ist, eine Pre-Cooler. Denn wenn ein Flugzeug mit Sabre-Antrieb mit Mach 5 durch die Erdatmomsphäre fliegt, heizt sich die Luft, die in den Antrieb strömt, extrem auf. Auf mehr als 1000 Grad Celsius. Das bringt den Stahl zum Glühen und Teile des Triebwerks zum Schmelzen. Deshalb muss die Luft innerhalb eines Sekundenbruchteils mit dem Vorkühler auf minus 120 Grad gekühlt werden. Danach wird die gekühlte Luft im Antrieb mit Wasserstoff komprimiert, bleibt ungefährlich und treibt das Flugzeug an. Die Tests die vergangene Woche in Colorado abgeschlossen wurden, haben gezeigt, dass der Vorkühler im Triebwerk die Temperatur, die bei einer Geschwindigkeit von Mach5 entsteht, wie gewünscht runterkühlen kann.

AZ_Sabre-Antrieb_29_10_19_V2.pdf

Vorkühler ist entscheidend

Der Vorkühler ist einer von den drei entscheidenden Bauteilen des Sabre-Antriebs. Daneben ermöglichen das Kerntriebwerk und die Brennkammer eine dermassen hohe Beschleunigung. Alle drei Komponenten können am Boden einzeln getestet werden. Die erfolgreiche Testreihe des Vorkühlers in den USA sei ein Meilenstein in der Entwicklung dieses Antriebs, sagt Mark Thomas, CEO von «Reaction Engines». Diese ermögliche nicht nur den hyperschnellen Flugverkehr, sondern zum Beispiel auch die Hybrid-elektrische Fliegerei dank des integrierten Hitze-Managements im Sabre-Antrieb.

Fliegen in 25 Kilometer Höhe

Denn der Sabre-Antrieb soll nicht nur viel schneller sein als der Jet-Antrieb, sondern auch effizienter, was in Flugscham-Zeiten ein wichtiger Aspekt ist. Zum einen soll das Überschall-Flugzeug deutlich höher fliegen als herkömmliche Flugzeuge. Hoch oben ist der Luftwiderstand geringer als auf der normalen Flugbahn von 10 Kilometer Höhe, womit Treibstoff gespart wird. Allerdings darf das Passagierflugzeug auch nicht zu hoch fliegen, weil sonst der Sauerstoff fehlt, der für die Verbrennung mit dem mitgeführten Treibstoff Wasserstoff nötig ist. Ideal wären etwa 25 Kilometer Höhe.

Genau die Nutzung des vorhandenen Sauerstoffs aus der Luft macht den Sabre-Antrieb wirtschaftlich. Nur wenn der Sabre-Antrieb statt in Erdnähe im All eingesetzt wird, muss der Sauerstoff mitgeführt werden. Ansonsten reicht der Sauerstoff aus der Luft aus. Richard Webster-Smith für die Firma «Reaction Engines» sagt:

«Das Sabre-Triebwerk ist hoch effizient aufgrund seiner Technik und der Nutzung von Wasserstoff. Dieser ist viel umweltfreundlicher als Kerosin.»

Nach dem Vorkühler stehen im englischen Buckinghamshire gemäss Webster-Smith auch die Tests des Kerntriebwerks vor dem Abschluss. Möglich ist das alles nur, weil Investoren viel Geld in die Entwicklung des visionären Sabre-Antriebs pumpen. In den letzten vier Jahren waren das mehr als 100 Millionen Pfund von der öffentlichen Hand und privaten Investoren wie Rolls Royce und Boeing HorizonX. Der Sabre-Antrieb sei eines von UKs aufregendsten Ingenieur-Projekten, welches den Satellitentransport ins All und das Reisen auf der ganzen Welt verändern werde, sagt der britische Wissenschaftsminister Chris Skidmore. Die britische Raumfahrtagentur arbeitet dafür eng mit der europäischen Agentur ESA zusammen.

Im nächsten Jahrzehnt die ersten Testflüge

Auf CNN hat Graham Turnock von «Reaction Engines» kürzlich gesagt, dass er in den 2030er-Jahren mit der Inbetriebnahme von Passagierflugzeugen mit Überschalltempo rechne, die Arbeit sei weit fortgeschritten. Das bestätigt Webster-Smith, der aber keine Jahreszahl nennen will. Nach den Tests des Triebwerks sei es das Ziel, «im nächsten Jahrzehnt die ersten Testflüge zu starten. Es ist aber auch möglich, dass Schlüsselelemente des Sabre-Antriebs wie das Vorkühl-System vorher schon eingesetzt werden, um den Verbrauch und die Effizienz von bereits existierenden Turbojet-Antrieben zu verbessern», sagt Webster-Smith. Und wie steht es um den Lärm, der die Concorde unmöglich gemacht hat? «Kein Flugzeug mit Triebwerken wird je ganz ruhig sein. Aber seit der Concorde hat man grosse Fortschritte betreffend der Akustik gemacht. Dadurch ist es möglich, die Geräusche von Sabre-Triebwerken zu minimieren», sagt Webster-Smith.

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