Das futuristische Testflugzeug X-59, das von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) entwickelt wurde, steht kurz vor seiner kritischsten Testphase: Es durchbricht die Schallmauer während des tatsächlichen Flugs und legt damit den Grundstein für künftige leise Überschallflüge. Die X-59 mit dem Spitznamen „schallgedämpfter Überschallknallkiller“ ist die zentrale Testplattform des „Low Boom Flight Demonstrator“-Programms der NASA. Ziel ist es, durch ein neues aerodynamisches Layout und Lärmschutzdesign den traditionellen harten „Überschallknall“ während des Überschallflugs auf ein niedriges, dumpfes „Tap“ zu reduzieren und so die Voraussetzungen für die Wiederaufnahme des kommerziellen Überschallflugs an Land in der Zukunft zu schaffen.

Das Armstrong Flight Research Center der NASA, das für das Projekt verantwortlich ist, hat kürzlich eine Überprüfung der Testflugdaten der vorherigen Phase abgeschlossen und bestätigt, dass die X-59 über die Voraussetzungen verfügt, Testflüge mit höheren Geschwindigkeiten und größeren Höhen durchzuführen. Projektleiterin Cathy Bahm sagte, dass der bevorstehende Testflug das erste Mal sein wird, dass dieses einzigartige Experimentalflugzeug im tatsächlichen Flug den Überschallbereich erreicht. „Wir nähern uns den Missionsbedingungen, die bei der Entwicklung der X-59 vorgegeben wurden.“

Dem Plan zufolge soll die X-59 Anfang Juni ihren ersten Überschallflug absolvieren. Die geplante Fluggeschwindigkeit wird 630 Meilen pro Stunde (ca. 1.014 Kilometer) überschreiten und die Flughöhe wird ca. 43.000 Fuß (ca. 13.100 Meter) betragen. Nach Abschluss des ersten Überschallflugs wird das Testflugteam auch einen sogenannten „Mission Condition“-Flug durchführen: Das Flugzeug wird in einer Höhe von etwa 55.000 Fuß (etwa 16.760 Meter) und einer Geschwindigkeit von etwa Mach 1,4 (etwa 925 Meilen pro Stunde, etwa 1.489 Kilometer pro Stunde) fliegen. Dieser Betriebszustandsparameter stimmt mit dem Zielzustand für künftig geplante Testflüge über Wohngebieten in den Vereinigten Staaten überein.

Die „Quest“-Mission der NASA plant, die X-59 in den nächsten Jahren unter diesen Missionsbedingungen über mehrere US-Gemeinden zu fliegen, um die subjektiven Gefühle und Rückmeldungen der Öffentlichkeit zu „leisen Überschallknallen“ zu sammeln und die gesellschaftliche Akzeptanz des leisen Überschallflugs über Land zu bewerten. Der bevorstehende Testflug zu diesem Zeitpunkt bestätigt den „stillen“ Effekt jedoch nicht direkt. Um die Sicherheit zu gewährleisten und Vergleichsdaten zu erhalten, wird die X-59 zu diesem Zeitpunkt Missionen mit einem traditionellen Überschall-Begleitflugzeug durchführen. Der von letzterem erzeugte traditionelle Überschallknall übertönt das leisere Aufprallgeräusch, das der X-59 möglicherweise erzeugen kann.

Zur Vorbereitung nachfolgender eingehender Messungen wird der begleitende Forschungskampfjet F-15 in diesem Sommer mit einer speziellen „Stoßwellenmesssonde“ ausgestattet, um die von der X-59 während des Überschallflugs gebildeten Stoßwelleneigenschaften zu erfassen und zu analysieren und grundlegende Daten für die nächste Stufe der quantitativen Bewertung ihres „stillen Überschallknall“-Effekts zu liefern.

Bevor die X-59 in eine neue Phase eintritt, hat sie die erste Phase ihrer Testflugmission erfolgreich abgeschlossen. Das Flugzeug wird seinen Erstflug im Oktober 2025 absolvieren, dann wie geplant einer Wartung und Überholung unterzogen und im März 2026 wieder in Betrieb genommen. Seit März hat die X-59 14 Einsätze absolviert, dabei ihren Flugumfang schrittweise erweitert und dabei eine Reihe von Meilensteinzielen erreicht.

Zu diesen erreichten Zielen gehören: Erstmaliges Ein- und Ausfahren des Fahrwerks in der Luft, wodurch seine äußerst schlanke, glatte Rumpfform demonstriert wird; Erhöhung der Flughöhe auf 43.000 Fuß und Annäherung an die kritische Überschallgeschwindigkeit – Erreichen von etwa Mach 0,95 (ungefähr 627 Kilometer pro Stunde) Meilen); Zum ersten Mal wurden zwei Flüge am selben Tag durchgeführt. Seitdem sind solche Hochfrequenz-Testflüge nach und nach zur Norm geworden; Gleichzeitig wurde nach Abschluss des Höhen- und Hochgeschwindigkeitstests auf Tests in geringer Höhe und bei niedriger Geschwindigkeit umgestellt, um die Handhabungs- und Stabilitätseigenschaften des Flugzeugs innerhalb eines größeren Flugbereichs systematisch zu erfassen.

Das Ingenieurteam nutzte diese Testflugdaten, um wichtige Subsysteme wie Treibstoffversorgung, Hydrauliksysteme, Umweltkontrolle und das eXternal Vision System (XVS) zu bewerten. Im Gegensatz zum traditionellen Cockpit mit Frontscheibenglas verzichtet der X-59 auf die Frontscheibe und die Nase ist extrem verlängert. Der Pilot erhält den Blick nach vorn durch die im Rumpf installierte Kamera, und das Anzeigesystem projiziert das Bild dann in Echtzeit auf den Bildschirm im Cockpit. Dieses innovative Design dient nicht nur dem aerodynamischen Layout, sondern stellt auch neue Systemanforderungen an die Flugsicherheit.

Während des Starts, der Landung und des Flugs in verschiedenen Höhen zeichnen am X-59-Körper installierte Dehnungsmessstreifen kontinuierlich strukturelle Belastungen und Verformungen auf. Dies hilft Ingenieuren bei der Analyse der Beanspruchung und Reaktion des Körpers unter verschiedenen Arbeitsbedingungen und bietet eine Grundlage für die anschließende Hüllenausdehnung und die Bewertung der strukturellen Lebensdauer.

Der bevorstehende Überschalltestflug wird von der NASA als einer der wichtigen Meilensteine ​​des X-59-Projekts angesehen. In dieser Phase werden Testpiloten die Fluggeschwindigkeit und -höhe schrittweise entsprechend vorgegebener „Testpunkte“ erhöhen, während Ingenieure gleichzeitig die Stabilität des Flugzeugs und den Systembetrieb bei Überschallgeschwindigkeit überwachen. Der Plan sieht vor, dass die X-59 schließlich eine maximale Testfluggeschwindigkeit von etwa Mach 1,6 (ungefähr 1.218 Meilen pro Stunde, etwa 1.960 km/h) und eine maximale Testflughöhe von etwa 60.000 Fuß (ungefähr 18.280 Meter) erreichen wird, um die von ihrem Design geforderte volle Leistungsobergrenze zu überprüfen.

Obwohl „Überschallflug“ im Mittelpunkt steht, betonte die NASA, dass zukünftige Testpläne weiterhin eine Vielzahl von Flugmissionen in unterschiedlichen Höhen und Geschwindigkeiten umfassen werden. Dies ist nicht nur eine Voraussetzung für Sicherheit und Zuverlässigkeit, sondern hilft auch dabei, die Reaktion des Flugzeugs auf Steuerbefehle und die Systemredundanzleistung in komplexen Flugumgebungen umfassend zu bewerten. Bam meint: „Jeder Flug stärkt unser Vertrauen in die Leistung der X-59 und markiert unseren schrittweisen Übergang zu den folgenden Phasen der Mission, was letztendlich dazu beiträgt, die Zukunft der Überschallfliegerei zu gestalten.“

Die aktuellen Testflüge gelten noch als „erste Phase“ der Quest-Mission, deren Kernziel darin besteht, die Flugleistung und Flugtüchtigkeit der X-59 zu überprüfen. Bei einigen Missionen werden auch Sonden eingesetzt, die im F-15-Forschungsflugzeug der NASA installiert sind, um vorläufige Messungen der einzigartigen Stoßwelleneigenschaften durchzuführen, die von der X-59 erzeugt werden, um die Messgeräte und Datenverarbeitungsverfahren zu testen und für die nächste Forschungsphase zu „bohren“.

Dem Plan zufolge soll die „zweite Phase“ der Quest-Mission noch in diesem Jahr starten. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ingenieurteam direkt genaue Messungen und Analysen der Druckwellen und akustischen Signale durchführen, die von der X-59 während des Überschallflugs erzeugt werden, um zu bestätigen, ob sie das Konstruktionsziel – die Umwandlung traditioneller Überschallknalle in „leise Überschallknalle“, die für die Öffentlichkeit akzeptabel sind – wirklich erreichen kann.

Bam zitierte einen berühmten Ausspruch des Luftfahrtpioniers Otto Lilienthal, um die aktuelle Stimmung des X-59-Teams zu beschreiben: „Ein Flugzeug zu entwerfen ist nicht schwierig, ein Flugzeug zu bauen ist nicht einfach, und es zum Fliegen zu bringen ist der Schlüssel.“ Sie sagte, dass die 15 Flüge, die die X-59 seit März dieses Jahres absolviert habe, für das gesamte Team und die Mission von großer Bedeutung seien. Jeder Flug erweitert den Flugbereich, testet Designannahmen und stärkt das Vertrauen des Projektteams in das Flugzeug.

Trotz der beeindruckenden Ergebnisse in der ersten Phase betonte Bam, dass der Fokus des Teams immer noch auf dem nächsten Schritt liegt – der weiteren „Öffnung der Grenzen“ bei den bevorstehenden Testflügen und der mutigen Annäherung an die Missionsbedingungen, die bei der ursprünglichen Entwicklung der X-59 festgelegt wurden. Ihrer Ansicht nach bedeutet „das Fliegen mit Überschallgeschwindigkeit und das Erreichen dieser Schlüsselknoten nicht nur einen Projektfortschritt, sondern ist der Höhepunkt jahrelanger Beharrlichkeit, Innovation und Teamarbeit; mit jedem Schritt vorwärts kommen wir der zweiten Phase von Quest und der Vision eines zukünftigen kommerziellen Überschallflugs einen Schritt näher.“