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(Göttingen/bb) Eggerth Stratosphärenschiffe begeisterten Generationen von Science Fiction-Fans. Der deutsche Autor Hans Dominik schrieb Anfang der 30er Jahre des letzten Jahrhunderts schon über diese „Flugschiffe“, die innerhalb von Stunden jeden Ort auf dem Globus erreichen konnten, so auch, wie in „Ein Stern fiel vom Himmel“, die Antarktis. So weit die Fiktion...
Stand der Technik war damals Lindberghs „Spirit of St. Louis“, die mittels Propellerkraft von New York nach Paris geflogen war. Die Maschine benötigte im Jahr 1927 für die 5808,5 Kilometer Strecke nur 33 Stunden und 30 Minuten.
Doch zurück in die Zukunft: Diese findet auch im Göttinger Standort des DLR  statt. Im Rahmen eines Projektes der Europäischen Union (EU) erforschen Dr. Klaus Hannemann,  Leiter der Abteilung Raumfahrzeuge im Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, und seine Mitarbeiter, ob es möglich ist, von Brüssel (Sitz der EU) bis nach Melbourne (Australien) in „weniger als vier Stunden“ zu gelangen. Im Rahmen des groß angelegten Projektes, das von der europäischen Raumfahrtagentur ESA koordiniert wird und an dem weitere europäische Forschungseinrichtungen, Industriefirmen und Universitäten beteiligt sind, wurde herausgefunden, dass es grundsätzlich technisch möglich ist, diese Strecke in der vorgegebenen Zeit zu erreichen. „Schließlich sind alle maßgeblichen Institutionen Europas dabei“, so Hannemann. Dem zukunftsgerichteten Projekt gab man den schönen Namen „LAPCAT“ (Schoßkatze). Zwei unterschiedliche Flugzeugkonzepte wurden betrachtet. Ein fast konventionelles Flugzeug mit dem Namen A2, das die Geschwindigkeit Mach 4 bis 5 (vier- bzw. fünffache Schallgeschwindigkeit) erreichen kann und das MR-1, das Mach 8, also etwa 8600 km/h, erreichen soll. „Die A2 soll mit modifizierten Turbinenluftstrahltriebwerken Mach 5 ereichen“, so Hannemann (Foto rechts) und erläutert, dass dieses nur mit dem Vorkühlen der einströmenden Luft funktionieren kann. „Die Triebwerke würden sonst Schaden nehmen.“
Noch schneller wird’s beim MR-1. Bei diesem Luftfahrzeug, das etwa so groß wie ein Airbus A 380 ist, sind die Triebwerke oben angeordnet und voll in den Rumpf integriert. Zum Start des Fahrzeugs auf einem ganz normalen Flughafen, es soll zwischen 250 und 300 Passagiere befördern, werden kombinierte Turbinenluftstrahl- / Raketentriebwerke genutzt. Von diesen wird nach erreichen der dreifachen Schallgeschwindigkeit in einer Höhe von ca. 15 000 Metern zur weiteren Beschleunigung zunächst auf sogenannte Staustrahltriebwerke mit Unterschallverbrennung umgeschaltet.
Zum Erreichen der Reiseflughöhe von 30 000 Metern und der Endgeschwindigkeit von Mach 8 muss dann ab ca. sechsfacher Schallgeschwindigkeit noch von Unterschall- auf Überschallverbrennung gewechselt werden. Wenn Hannemann von diesen Triebwerken spricht, leuchten seine Augen. „Diese Triebwerke saugen die Luft der Atmosphäre an. Der Sauerstoff wird für den Verbrennungsprozess genutzt. Wasserstoff wird im Flugzeug mitgeführt und dem Triebwerk zugeführt – die Verbrennungsreaktionen und die anschließende Beschleunigung in der Schubdüse bringt den Vortrieb.“
Mit diesen Staustrahltriebwerken mit Überschallverbrennung, so Hannemann, können grundsätzlich Geschwindigkeiten von Mach 8 und mehr erreicht werden. Technisch ist die Entwicklung kein einfaches Unterfangen, denn so leicht lassen sich die entstehenden Geschwindigkeiten nicht simulieren. Doch dafür gibt es im DLR den Hochenthalpiekanal Göttingen (HEG). Hier werden schon heute die Triebwerke getestet. Mit modernster Messtechnik ist es möglich die Geheimnisse der Überschallverbrennung zu untersuchen. Natürlich arbeiten die Forscher nicht im Maßstab 1:1, denn ein Triebwerk wäre im Original länger als 20 Meter – kein Windkanal könnte das aufnehmen.
Im zweiten Schritt der Forschung geht es um Details. Für die A2 werden in England bereits Triebwerkskomponenten entwickelt und „bei konsequenter Weiterentwicklung könnte die A2 bis zum Jahr 2020 flugfähig sein“, so Hannemann.
Bei der MR-1 und seiner noch komplexeren Technik setzt Hannemann mindestens 25 Jahre an. Denn: „Hier liegt die Technologie noch nicht vor, sie muss komplett entwickelt werden.“  Doch dafür sind die Voraussetzungen in Göttingen ausgezeichnet. Mit dem Hochenthalpiekanal hat das DLR ein Werkzeug mit dem für Sekundenbruchteile eine Geschwindigkeit von Mach 8 in 30 Kilometer Höhe simuliert werden kann, und in Verbindung mit dem selbstentwickelten computergestützten TAU-Verfahren kommen die Forscher Schritt für Schritt weiter.
„Wir sind in der Erforschung von Straustrahltriebewerken mit Überschallverbrennung ganz vorne mit dabei“, so Hannemann. Aber natürlich würden auch in Amerika, Russland, Japan und China entsprechende Versuche durchgeführt. „Aktuell steht noch die Grundlagenforschung auf der Tagesordnung, damit in Zukunft sehr viel schneller, aber auch umweltfreundlicher, geflogen werden kann – denn das schnelle Fliegen ist schon immer ein Traum der Menschen“, so Hannemann, der selbst aber gar nicht so gerne im Flugzeug sitzt. „Das ist mir gerade bei längeren Flügen häufig viel zu eng – und allein schon deshalb wünschte ich mir, in Brüssel einzusteigen und in nur zwei Stunden später in Melbourne wieder festen Boden unter den Füßen zu haben.“
Vielleicht werden ja in der Zukunft die Hightech-Triebwerke, die in Göttingen mitentwickelt werden, die schnellen Hyperschall-Jets von Kontinent zu Kontinent befördern. Und dann könnte es in der MR-1 auf dem Weg nach Melbourne heißen, wie schon Dominik seinen Kommandant des Stratosphärenschiffes, Hein Eggerth, in 15 Kilometer Höhe bei damals unvorstellbaren 1 500 Stundenkilometern sagen lässt: „Der Automat ist eingestellt, vorläufig können wir „St8“ sich selbst über­las­sen.“