Das Flugzeug zur Lärmreduktion des Überschallknalls
Das X-59 der NASA – ein auffälliges nadelförmiges Experimentalflugzeug der Lockheed Martin Skunk Works im Rahmen der Quesst-Mission der Behörde – rückt einer Serie von Testflügen näher, die letztendlich die Regeln für die kommerzielle Überschallfahrt verändern könnten. Die NASA hat eine Pressetelefonkonferenz nach dem geplanten zweiten Flug des X-59 angekündigt, bei der Vertreter der Behörde, der Quesst-Mission und die Testpiloten des Flugzeugs über ihre Erkenntnisse aus frühen Testflügen sprechen werden.
Die definierende Mission des X-59 ist konzeptionell täuschend einfach, aber in der Konstruktion außergewöhnlich schwierig: ein Überschallflugzeug so umzugestalten, dass der von ihm erzeugte Überschallknall dramatisch leiser ist und ein sanftes Pochen erzeugt – wie die NASA es beschreibt, eine Niederdruckwelle, die etwa so wahrnehmbar ist wie das Schließen einer Autotür – statt der störenden, fenstererschütternden Knalle, die Regulatoren in den 1970er Jahren zum Verbot des kommerziellen Überschallflugs über Land führten.
Warum das Verbot des Überschallknalls noch immer wichtig ist
Die kommerzielle Überschallfahrt endete 2003 praktisch für die meisten Passagiere, als die Concorde außer Dienst gestellt wurde. Das Flugzeug war während seiner gesamten Einsatzdauer auf transkontinentale Routen beschränkt, da Überschallflüge über bevölkerten Landgebieten in den meisten Ländern, einschließlich der Vereinigten Staaten, illegal waren. Die FAA verbot 1973 kommerzielle Überschallflüge über Land und nannte die disruptive Auswirkung von Überschallknallen auf Gemeinden unterhalb von Flugrouten als Grund.
Diese Beschränkung schränkte die kommerzielle Rentabilität jedes Überschallflugzeugs dramatisch ein. Die Routen, bei denen Zeiteinsparungen durch Überschallgeschwindigkeiten am wertvollsten sind – transkontinentale US-Flüge, Europa-Asien-Korridore – sind genau die Routen, bei denen Überflüge über Land unvermeidlich sind. Ohne regulatorische Änderungen würde jedes neue Überschallflugzeug mit denselben geografischen Einschränkungen wie die Concorde konfrontiert werden und sein Markt auf eine kleine Anzahl von Premium-Übertrittsrouten über dem Ozean beschränkt sein.
Um diese Situation zu ändern, ist es notwendig, Regulatoren davon zu überzeugen, ihre Standards zu überarbeiten – und dafür benötigen Regulatoren Beweise, dass ein leiserer Überschallknall existiert und dass die Öffentlichkeit ihn akzeptabel findet. Genau das ist es, was das X-59 und die Quesst-Mission bieten sollen.
Wie das X-59 Schall formt
Das X-59 erreicht seine ruhige Überschallsignatur durch aerodynamische Merkmale, die die Stoßwellenbildung und -wechselwirkung steuern. Wenn ein Flugzeug die Schallgeschwindigkeit überschreitet, erzeugt es Stoßwellen, die sich durch die Atmosphäre ausbreiten und auf Bodenniveau zusammenlaufen, um den vertrauten Doppelknall zu erzeugen. Die Intensität hängt vom Stoßwellenmuster ab, das das Flugzeug erzeugt.
Die nadelförmige Nase des X-59 – ungefähr 94 Fuß lang bei einem Flugzeug mit insgesamt 99 Fuß – ist speziell dafür ausgelegt, diese Zusammenlagerung zu stören. Durch die Verteilung von Stoßwellen entlang eines viel längeren Flugzeugrumpfes und die Formung des Rumpfes und der Flügel, um zu verhindern, dass sich Wellen vereinigen, erzeugt das Design eine schwächere, diffusere Drucksignatur am Boden. Die Platzierung des Motors über dem Rumpf reduziert den Knall weiter, indem sie Abgasstoßwellen von unten abschirmt.
Der resultierende Geräuschpegel sollte nach Projektionen der NASA am Boden etwa 75 Dezibel betragen – weit unter den über 90 Dezibel, die herkömmliche Überschallflugzeuge erzeugen. Ob 75 Dezibel für Gemeinden entlang von Flugrouten akzeptabel ist, ist letztendlich eine soziale und politische Frage, so sehr wie eine technische, weshalb die Quesst-Mission geplante Studien zur Lärmakzeptanz der Gemeinschaft über mehrere US-Städte hinweg umfasst.
Der Weg zu Regeländerungen
Wenn die Testflüge des X-59 bestätigen, dass seine Stoßwellensignatur so leise ist wie modelliert, plant die NASA, Demonstrationsflüge über ausgewählten Gemeinden durchzuführen und systematische Daten darüber zu sammeln, wie Einwohner den Schall wahrnehmen. Diese Daten würden der FAA und der International Civil Aviation Organization als Beweis für neue Überschalllärmstandards eingereicht.
Die FAA hat Aufgeschlossenheit bezüglich einer Überprüfung ihres Verbots für Überschallflüge über Land signalisiert, falls überzeugende Beweise vorgelegt werden, dass leisere Flugzeuge entwickelt wurden. United Airlines hat Bestellungen für Überschallflugzeuge von Boom Supersonic aufgegeben. Die Wiederbelebung der kommerziellen Überschallfahrt hängt stark davon ab, ob sich regulatorische Rahmenbedingungen entwickeln, um Landflüge zu ermöglichen – und der zweite Flug des X-59 ist ein wichtiger früher Schritt in der Entwicklung dieses regulatorischen Arguments.
Dieser Artikel basiert auf Berichten der NASA. Lesen Sie den Originalartikel.
