Ein F-15B-Forschungsflugzeug der NASA führt am 6. August 2024 über Edwards, Kalifornien, einen Kalibrierungsflug einer Schocksensor-Sonde durch (Bildnachweis: NASA/Steve Freeman).
Die NASA plant, ihre F-15B-Jets durch Überschallschockwellen zu fliegen, um ihren revolutionären X-59-Jet zu testen.
Wenn Flugzeuge die Schallmauer durchbrechen, erzeugen sie Schockwellen, die in der umgebenden Luft widerhallen und den für Überschallflüge typischen donnernden Überschallknall erzeugen. Die von Lockheed Martin und der NASA entwickelte X-59 wurde mit einer radikal neuen Geometrie konzipiert, die dazu beitragen könnte, diese Dröhngeräusche auf ein viel leiseres „Dröhnen“ zu reduzieren.
Um der Behörde bei der Messung dieser Dröhngeräusche zu helfen, plant das Armstrong Flight Research Center der NASA, ein F-15B-Forschungsflugzeug während des Überschallflugs hinter der X-59 herfliegen zu lassen, das zwei speziell entwickelte Sonden an Bord hat, die laut einer NASA-Erklärung „präzise Druckdaten“ über die Schockwellen der X-59 sammeln werden. Die Agentur sagt, dass diese „Follow-the-Leader“-Anordnung es den Wissenschaftlern ermöglichen wird, die Daten der Schockwellen in Echtzeit direkt hinter dem Ort zu analysieren, an dem die X-59 sie erzeugen wird.
Kleine Öffnungen oder Löcher an den Sonden werden während des Fluges Luftdruck, Geschwindigkeit und Richtung messen und Tausende von Proben pro Sekunde sammeln. Anhand dieser Messungen können die NASA-Wissenschaftler ihre Beobachtungen während der Testflüge des X-59 mit Daten aus Simulationen und Modellen vergleichen.
„Eine stoßempfindliche Sonde fungiert als Wahrheitsquelle, die die vorhergesagten Daten mit den realen Messungen vergleicht“, sagte Mike Frederick, der leitende Forscher der NASA für die Sonden, die an Bord der F-15B der Behörde fliegen werden, in der Erklärung der Behörde.
Eine der Sonden, die auf einer F-15B montiert ist, wird die Nahfeld-Stoßwellen messen, die während des Fluges dicht hinter der X-59 erzeugt werden, während eine andere „Mittelfeld-Sonde“ bei späteren Tests verwendet wird, um Stoßwellendaten näher am Boden zu messen.
Eine Nahaufnahme der NASA-Stoßsensor-Sonde hebt die Drucköffnungen hervor, die zur Messung von Luftdruckänderungen während des Überschallflugs dienen. Die Sonde wird auf dem F-15B Aeronautics Research Test Bed der NASA für Kalibrierungsflüge montiert, um ihre Fähigkeit zur Messung der von der X-59 erzeugten Schockwellen zu überprüfen. (Bildnachweis: NASA/Lauren Hughes)
Zur Unterstützung der X-59-Testkampagne hat die NASA auch ihre F-15D Eagle und F/A-18 Hornet Unterstützungsflugzeuge über Mikrofone fliegen lassen, die im gesamten Testluftraum in der Nähe des Armstrong Flight Research Center in der westlichen Mojave-Wüste aufgestellt wurden.
Die Behörde lernt bei diesen Flügen, bei denen die Jets invertierte (auf den Kopf gestellte) Sturzflüge durchführen, die „weichere“ Schallwellen erzeugen, „auf die X-59 zu hören“. Diese Aufnahmen werden später mit den Aufnahmen der von der X-59 erwarteten Überschallknalle verglichen.
Die X-59 ist so konstruiert, dass sie schneller als mit Schallgeschwindigkeit fliegt, ohne dabei die donnernden Schallwellen zu erzeugen, die normalerweise bei Überschallflügen entstehen. Diese Dröhngeräusche sind der Grund dafür, dass Überschallflüge über Land in einer bestimmten Entfernung von den USA seit 1973 verboten sind.
Wenn die Technologien und Konzepte, die mit der X-59 getestet werden, den Lärm, der beim Durchbrechen der Schallmauer entsteht, erfolgreich reduzieren, könnten wir eines Tages sehen, dass Überschallflugzeuge wieder für den kommerziellen Flugverkehr zugelassen werden, was nicht nur die zivile Luftfahrt, sondern auch die Katastrophenhilfe und den medizinischen Transport revolutionieren würde.
Nach jahrelanger Entwicklung und Verzögerungen aufgrund der COVID-19-Pandemie wurde die X-59 im Januar 2024 in einer glanzvollen Zeremonie der Öffentlichkeit vorgestellt. Vier Monate später bestand das Flugzeug die Flugtauglichkeitsprüfung und zündete im November 2024 zum ersten Mal sein Triebwerk.
Ein Termin für den ersten Testflug des Jets steht noch nicht fest.
