Mit Überschallgeschwindigkeit aufs Abstellgleis – Mythos Concorde
Zwar hat der spektakuläre U-Boot-Transport in das Technikmuseum Sinsheim bundesweit für Aufregung und Schlagzeilen gesorgt, aber die weithin sichtbar auf dem Dach des Museums platzierten Überschallflugzeuge Concorde und Tupolew-144 bleiben die Königinnen der Luftfahrtgeschichte und des Hauses. Die Liste der Superlativen ist lang.
WikiPetra – Reportagen, Hintergrund-Recherchen, Kommentare von Petra Fritz in DNEWS24
Während es bei der TU-144 einige Unglücksfälle mit vielen Toten gab, war es bei der Concorde „nur“ einer: Dieser ereignete sich am 25. Juli 2000 in Gonesse, kurz nach dem Start eines Air-France-Fluges vom Pariser Flughafen Roissy-Charles de Gaulle. Leider hatte das mittelfristig die Außerdienststellung zur Folge, so daß ich nie Gelegenheit hatte, selbst einmal mit zu fliegen. Die Entscheidung war umso bedauerlicher, als der Triebwerkbrand mit Absturzfolge nicht von der Concorde verursacht war, sondern durch ein abgefallenes Metallteil eines anderen Flugzeuges, daß beim Abheben von der Piste in eines der Triebwerke gesogen wurde.
Mit der Concorde zu fliegen war freilich ein teurer Spaß. Einmal New York und zurück kostete damals umgerechnet zwischen 4.500 und 11.000 Euro. Im Preis dafür inbegriffen: Champagner, Kaviar und Hummer. Die Enge in der fliegenden Zigarrenkiste mußte man freilich aushalten. Und wahrscheinlich war es auch der enorme Treibstoffverbrauch, der mit
zur Einstellung des Liniendienstes führte. Die Maschine verbrannte rund 25.700 Liter pro Stunde. Zum Vergleich: Bei einer Boeing 747 sind es „nur“ 12 500 Liter – bei zwar deutlich mehr Passagieren, aber auch einer mehr als doppelt so langen Flugzeit. Die Concorde benötigte für die Strecke London- New York oder Paris – New York weniger als 3,5 Stunden.
Die Concorde war seinerzeit aber nicht das einzige Überschall-Passagierflugzeug. Der im Grunde ewige Konkurrenzkampf zwischen Ost- und West ähnlich dem „Wettlauf zum Mond“, brachte als Analogon die Tupolew TU-144 hervor. Daher auf nach Sinsheim, um mal einen
Vergleich zu ziehen.
Historie von TU-144 und Concorde
Die Tupolew TU-144 war ein sowjetisches Überschallflugzeug, das äußerlich der französischbritischen Aérospatiale-BAC Concorde ähnelte. Bei der Concorde war die Konstruktion der Prototypen bis auf die etwas kürzere Rumpflänge identisch mit den Serienflugzeugen. Bei der Tupolew waren die Merkmale, in denen sich der Prototyp von den Serienflugzeugen (TU-144S und TU-144D) unterschied erheblich. Abgesehen von der Länge und der Fahrwerkanordnung betraf dies insbesondere die Flügelform, die sich vom „Doppel-Deltaflügel“ zum „Canard bzw. Entenflügel“ mit entsprechender Triebwerkanordnung wandelte.
Man höre und staune: Die französischen Konstrukteure und die Tupolew-Mitarbeiter trafen sich bis Mitte der 60-iger Jahre angeblich regelmäßig in Frankreich oder der UdSSR, um ihre Erkenntnisse zum Bau und eventuellen Problemen der beiden Flugzeugtypen auszutauschen. Bei einem solchen Treffen wurde den Franzosen sogar das Jagdflugzeug MiG-21 gezeigt, die das „Mikojan-Konstruktionsbüro“ zur Unterstützung des TU-144-Programms baute. Heute unvorstellbar.
Concorde
Ursprünglich arbeiteten Großbritannien und Frankreich an zwei unterschiedlichen Projekten, aus denen 1955 als gemeinsames Überschallprojekt die Concorde entstand. Es dauerte noch bis 1960 bis man sich auf die Eckpunkte einigen konnte: Delta- oder Canardflügel, 60 bis 80 Passagiere, 3500 Kilometer Reichweite für Transatlantikflüge, vier oder sechs Triebwerke und mehr als Mach 1 (mit Ziel Mach 2) Geschwindigkeit.
Erstmals wurde die Schallmauer bereits 1947 von dem Amerikaner Chuck Yeager mit seiner „Bell-X-1“ durchbrochen. Im Moment des Durchbruchs ist ein Flugzeug (je nach Außentemperatur) ungefähr 1.200 Stundenkilometer schnell. Unter der Bezeichnung „Mach“ (benannt nach dem österreichischen Physiker Ernst Mach) versteht man ein Maß für Strömungsgeschwindigkeit. Entsprechend bedeutet „Mach 2“ die doppelte
Schallgeschwindigkeit, also ca. 2.400 Stundenkilometer.
Technische Entwicklung
Etwa zur gleichen Zeit wie die Briten und Franzosen begannen sowjetische Flugzeugkonstrukteure mit der Entwicklung von Überschall-Passagierflugzeugen. 1960 wollte man die Entwicklung solcher Maschinen eigentlich schon einstellen. Als man aber von den Plänen des Westens erfuhr, wurde das Konstruktionsbüro Tupolew (gemeinsam mit anderen
Institutionen und Technischen Universitäten) mit der Fortsetzung beauftragt. Entworfen wurden rund 30 verschiedene Varianten, die sich in Triebwerksanordnungen, Flügel und Leitwerkform unterschieden. Hinsichtlich der Formgebung folgten Tests in Unter- und Überschallwindkanälen sowie Wasserkanälen, um das Strömungsverhalten der Flugzeugform zu erforschen.
Bei der Concorde wurden Triebwerke verwendet, die ursprünglich für ein militärisches Flugzeug vorgesehen waren, das jedoch nicht zur Serienfertigung kam. Auch bei der TU-144 wurden zunächst kombinierte Bomber- und Marschflugkörperversionen entworfen, die jedoch ebenfalls nie umgesetzt wurden. Beide Flugzeugtypen waren also rein zivile Projekte. Die Triebwerke der ersten TU-144 waren in einem einzigen zentralen Bock unter dem Rumpf angeordnet; später paarweise unter den Flügeln und etwas weiter innen zum Rumpf hin, als bei der Concorde. Bei allen TU-144 Versionen sind die Lufteinlassschächte der Triebwerke erheblich länger als bei der Concorde. Klar war, daß die verbauten Triebwerke nur unter Einsatz eines sog. Nachbrenners (durch die kurzzeitige Einspritzung von Kerosin in den heißen Abgasstrahl steigt der Schub um 20 Prozent, der Verbrauch allerdings um die Hälfte) die geforderte ÜberschallReisegeschwindigkeit ermöglichen würden.
Das Fahrwerk der Concorde hat vier Räder, das der rund sieben Tonnen schwereren TU-144 acht Räder pro Hauptfahrwerk für eine niedrigere Bodentragfähigkeit bei Ausweichflugplätzen. Das Fahrwerk der Concorde war nur für den Betrieb auf zivilen (stets enteisten) asphaltierten Landepisten ausgerichtet, das der TU-144 auch für den Betrieb im
Schnee und auf Betonplatten-Pisten, wie sie im Ostblock damals häufig waren. Das Bugfahrwerk der TU war doppelt bereift und konnte 60° in jede Richtung gelenkt werden. Die beiden Hauptfahrwerksbeine hatten je vier Zwillingsräder mit ausgelagerter Bremseinheit auf zwei Achsen. Die schlauchlosen Reifen waren mit Stickstoff gefüllt, der unter einem
Druck von 12,8 bar stand. Die Scheibenbremsen wurden nach der Landung durch elektrische Lüfter gekühlt. Die Konstruktion dieser Räder und Bremsen sicherte eine hohe Bremsleistung und stellte den Betrieb auch im Schnee sicher.
Sonstige markante Daten
Alle TU-144 nach dem ersten Prototyp verfügten über ausfahrbare Canardflügel für den Langsamflug (Vorderpfeilung 78°, Hauptflügel 56°), was das auffälligste Merkmal gegenüber der Concorde war. Die Steuerflächen an den Tragflächen übernahmen als „Elevons“ die Funktionen von Quer- und Höhenruder. Im Seitenruder befand sich ein Trimmtank, der bei Bedarf im Flug mit Kraftstoff gefüllt oder geleert werden konnte, um die Verlagerung des Neutral- bzw. Massenschwerpunktes beim Übergang zwischen Unter- und Überschallflug auszugleichen. Je eine „Nasenklappe“ an den Unterkanten der Lufteinläufe war beim Start und beim Unterschallflug geöffnet und wurde bei Überschallgeschwindigkeit geschlossen, um ein Pulsieren des Luftstroms zu verhindern. Der Rumpf erwärmte sich während des Überschallfluges auf ca. 110 °C im vorderen und ca. 70 °C im hinteren Bereich.
Im Gegensatz zur Concorde verfügte allerdings keine der TU-Versionen über eine Schubumkehr, stattdessen über Bremsschirme. Die Flügelfläche betrug bei beiden Flugzeugen um die 500 Quadratmeter, eine Zahl, die einem die Größe bewußt macht. Die Bordklimatisierung der Serien-TU-144 war aufwändiger, als bei der Concorde, da die Tupolew für mehr Passagiere und eine höhere Geschwindigkeit ausgelegt war und somit mehr Kühlung benötigte.
Von der Concorde wurden nicht viele verschiedene Varianten gebaut oder umgebaut: Nach zwei Prototypen folgten zwei Vorserienmaschinen und schließlich 16 Serienmaschinen. Bei der TU-144 hingegen erfolgten permanente Neukonstruktionen, vor allem mit Veränderungen im Triebwerkbereich. Letztlich wurden fünf Serienmaschinen vom Typ TU144S und sechs mit optimierten Triebwerken (TU-144D) gefertigt. Ein Testflugzeug wurde von der Sowjetunion und der NASA gar gemeinsam betrieben und vom Entwicklungsteam zu einem fliegenden Überschall-Laboratorium (Tupolew ANTK) erweitert.
Der Erstflug einer TU-144 fand unter der Kennung CCCP-68001 am 31.12.1968 vom Flugplatz Ramenskoje nahe Moskau statt, der einer Concorde vom Flughafen Toulouse am 02.03.1969. Manch einer, wie z.B. Martin Schuermann von der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt, sieht es als erwiesen an, daß die TU-144 eine „Blaupause“ der Concorde sei und ein Spionagering aus der DDR an der Entwicklung der „Concordski“ großen Anteil gehabt hätte. Sowohl ein Schweizer Chemiker, als auch mehrere später verurteilte Agenten anderer Länder sollen darin verwickelt gewesen sein.
Fakt ist: am 05.06.1969 durchbrach eine TU-144 bei einem Testflug als erstes Flugzeug der Welt die Schallmauer. Aber erst ab 1975 erfolgte bei Aeroflot ein Regelflugbetrieb für Postfracht. Wegen diversen Problemen bei der Treibstoffzufuhr verzögerte sich die Aufnahme des Passagierbetriebes bis 1977. Einmal wöchentlich verkehrte von da an eine TU-144S zwischen Moskau und Almaty (Alma-Ata). Ein Flugticket kostete zum damaligen Zeitpunkt 82 Rubel, was etwa der Hälfte eines durchschnittlichen sowjetischen Monatseinkommens entsprach.
Rekorde und Einstellung des TU-Liniendienstes
Nachdem es bei einem Testflug mit modifiziertem Triebwerk zur Reichweitensteigerung zu einem Brand mit Notlandung kam, entschied der damalige Luftfahrtminister Bugajew den Linienbetrieb nach nur 102 Flügen mit insgesamt 3.284 beförderten Passagieren einzustellen. Zur Linienflugaufnahme zwischen Moskau und Chabarowsk (nahe der chinesischen Grenze 6.150 km entfernt) kam es mit der verbesserten TU-144D-Version 1980 auch nur kurzzeitig. Danach verkehrten bis 1983 zwar noch einzelne TU-144D, es kam aber nicht mehr zur Aufnahme eines Liniendienstes.
Dennoch: Bis 1983 stellte die TU-144 dreizehn Geschwindigkeitsweltrekorde auf mit einer Höchstgeschwindigkeit von 2.587 Stundenkilometern, also mit unglaublichen 2,4 Mach. Die Reichweite konnte letztlich dank eines Treibstoffvorrates von 81 Tonnen und einem Tankvolumen von 105 Kubikmeter bis auf 6.500 Kilometer gesteigert werden. Nach der Außerdienststellung wurden die meisten TU-Maschinen im Laufe der Zeit bis 2001 in Moskau-Schukowski verschrottet. Eine ausgemusterte TU-144 verblieb restauriert in Schukowski bzw. in den Tupolew-Werken; eine weitere ging nach Samara. Von den 16 Exemplaren sind m.W. fünf in Museen ausgestellt, eine davon hier in Sinsheim.
Live-Feeling: Inside und TU-144
Neben der Technik interessiert(e) mich natürlich, wie es im Inneren so aussah und wie sich das Fliegen mit Schallgeschwindigkeit bzw. beim Durchbrechen der Schallmauer wohl angefühlt hat. Sowohl die Concorde, als auch die TU-144 wurden für den Museumsbetrieb in Sinsheim natürlich weitgehend entkernt und nur einige Originalobjekte und Sitzreihen darin belassen. Im mit unzähligen Kontrollanzeigen, Meßgeräten und Kabeln versehenen Cockpit Platz nehmen, kann man nur durch einen Blick hinter die Plexiglasscheibe.
Was unvermittelt auffällt, ist die Enge in den Piloten- und Passagierkabinen; insbesondere bei der Concorde, wenn alle 140 Plätze (je 2 links, 2 rechts) belegt waren. Meist wurden daher nur 100 Tickets pro Flug verkauft.
Für alle Passagiere, nicht nur Promis wie Liza Minelli, Hugh Grant, Paul McCartney oder Mitglieder des Britischen Königshauses, war es immer etwas Besonderes mit der Concorde zu fliegen. Am Flughafen-Heathrow gab es z.B. einen eigenen Check-In-Schalter und danach ging man in den „Concorde Room“, einer speziellen Lounge.
Aufgrund der Zeitverschiebung war die Concorde auf dem Weg gen Westen zudem eine regelrechte Zeitmaschine, denn Flug BA001 startete in London täglich um 10.30 Uhr britischer Zeit, und landete nach 5.830 Kilometern um 08.30 Uhr Ortszeit auf dem JFK Airport in New York – und damit „früher“, als sie abgeflogen war. Die Bordunterhaltung war auf
wenige Audioprogramme beschränkt und die Bullaugenfenster noch kleiner, als bei der TU144.
Die Lift-Off Geschwindigkeit lag bei gut 400 Stundenkilometern. Teils konnte man als Passagier miterleben, wie ein anderes Flugzeug überholt wurde. Nach etwa 20 Minuten bzw. wenn die Nachbrenner aktiviert wurden, ein kleiner Ruck und nur knapp eine Minute später durchbrach die Concorde die Schallmauer. Die Geschwindigkeitsanzeige an der vorderen Kabinenwand zeigte dann Mach 1, also einfaches Überschalltempo. Das sog. Machmeter stieg im Flugverlauf dann stetig bis auf Mach 2,02 an; d.h. 37 Kilometer pro Minute.
Die Kräfte, die dabei auf das Flugzeug einwirkten, waren enorm, denn während jedes Überschallflugs wurde das Flugzeug etwa 20 Zentimeter länger und schrumpfte bei Verlangsamung wieder auf die Originallänge zusammen. Daher mußten auch alle Leitungen an Bord entsprechend flexibel sein. Dieses Phänomen konnte freilich nur der Bordingenieur
am Instrumentenpanel beobachten.
Den typischen Überschallknall, den man am Boden hört, konnte man beim Durchbrechen der Schallmauer in der Luft natürlich nicht hören, da sich die trichterförmige Druckwelle hinter dem Flugzeug ausbreitet. Nicht umsonst heißt es ja: schneller als der Schall. Oft kann man kurz nach dem Knall einen zweiten Knall hören. Der erste Knall entsteht, wenn die Nase des Flugzeugs die Schallmauer durchbricht, der zweite dementsprechend beim „Austritt“ des Heckteils. Meist wurde die Überschallgeschwindigkeit ohnehin erst über dem Atlantik oder Sibirien eingeleitet, wo der Knall oder mehrfaches Überschallknallen niemanden störte. Aber auch schon beim Start erreichte die Concorde (und wohl auch die TU-144) aufgrund der Turbojet-Triebwerke eine Schallintensität von 110 Dezibel nahe der Schmerzgrenze des menschlichen Ohres, was heute nicht mehr als akzeptabel gilt. Auch im Kabinenraum war es deutlich lauter, als in einer üblichen Verkehrsmaschine.
Meist flogen beide Überschallflugzeuge auch sehr hoch, nämlich um 17.000 Meter (die übliche Flughöhe liegt zwischen 9.000 und 12.00 Metern). Somit war bei einem Blick aus dem Kabinenfenster die Erdkrümmung deutlich zu erkennen – fast wie ein Flug in’s Weltall. Der ikonische Name Concorde sorgt bei Luftfahrtfans jedenfalls auch postum noch für Gänsehautfeeling, nicht nur angesichts von ca. 15 Milliarden Euro Entwicklungskosten.
Comeback weitgehend ausgeschlossen.
Nachtrag
Schnellstes Flugzeug der Welt (militärische Nutzung) ist mit 3.530 Stundenkilometer bis heute die Lockheed SR-71A Blackbird.
Zudem gibt es sogar Raketen-Fahrzeuge, die die Schallgeschwindigkeit bzw. die 1.000 Stundenkilometer am Boden geknackt haben. Meist wurden diese Rekorde auf Salzseen in den USA aufgestellt. Eines davon ist die „Blue Flame“, die ebenfalls im Technikmuseum von Sinsheim zu bewundern ist.
Fotos: PFritz
