Concorde

Ende der 1950er Jahre kamen das Vereinigte Königreich und Frankreich unabhängig voneinander zum selben Schluss: Der nächste Sprung im Luftverkehr würde nicht billigeres, sondern schnelleres Fliegen sein. Der britische Ausschuss, der den Überschall-Lufttransport untersuchte, kam zu dem Ergebnis, dass ein solches Flugzeug eine mit Unterschall-Jets vergleichbare Wirtschaftlichkeit haben könnte, da jede Zelle mehr Flüge pro Tag machen würde und eine kleinere Flotte für dasselbe Streckennetz ausreichen würde. Diese Rechnung hielt nur, solange Treibstoff einen kleinen Teil der Betriebskosten ausmachte — eine Bedingung, die das folgende Jahrzehnt zunichtemachen sollte.

Die Studien stießen auf ein physikalisches Problem, das schwer zu umgehen war: Bei Überschallgeschwindigkeit fällt die aerodynamische Effizienz auf etwa die Hälfte der eines Unterschallentwurfs, sodass das Flugzeug im Verhältnis zu seiner Größe viel mehr Schub braucht. Die Lösung kam aus der Deltaflügel-Aerodynamik und insbesondere aus dem von Dietrich Küchemann vorgeschlagenen Ogivalflügel, dessen gekrümmte Vorderkante stabile Wirbel erzeugt, die das Flugzeug im Anflug bei großem Anstellwinkel ohne konventionelle Hochauftriebshilfen tragen. Sowohl das britische als auch das französische Team liefen schließlich auf diese Form hinaus.

Keines der beiden Länder konnte das Programm allein finanzieren. Am 29. November 1962 unterzeichneten beide Regierungen ein Abkommen zur gemeinsamen Entwicklung, das absichtlich als internationaler Vertrag ohne billige Ausstiegsklausel formuliert war: Ein Ausstieg würde politisch ebenso teuer wie eine Fortsetzung. Auf britischer Seite fiel die Arbeit an die British Aircraft Corporation, kurz zuvor aus der Fusion mehrerer traditionsreicher Firmen entstanden; auf französischer Seite an Sud Aviation, später in Aérospatiale eingegliedert. Das Triebwerk blieb in den Händen von Bristol Siddeley — später von Rolls-Royce übernommen — und der französischen Snecma.

Frankreich verfügte über kein eigenes großes modernes Strahltriebwerk und hatte bereits britische Triebwerke für die Caravelle gekauft, sodass die Wahl eines britischen Turbostrahltriebwerks naheliegend war. Ebenso naheliegend war die Geschwindigkeitsobergrenze: Mit einer Festlegung um Mach 2 konnte die Außenhaut aus Aluminiumlegierung bleiben, ohne auf Stähle oder Titan zurückgreifen zu müssen, wie es das amerikanische Konkurrenzprojekt verlangte. Diese scheinbar konservative Entscheidung war es, die dem europäischen Flugzeug erlaubte, Jahre früher zu fliegen und in Dienst zu gehen.

Die Concorde ist eine Lektion in Kompromissen. Der sehr lange, schlanke Rumpf strebt eine hohe Streckung an, um den Wellenwiderstand zu verringern; der komplexe Ogivalflügel strebt den größtmöglichen Auftrieb bei geringstem Nachteil an; und das Flugzeug wurde ausgetrimmt, ohne Steuerflächen auszuschlagen, indem Treibstoff zwischen Tanks umgepumpt wurde, um den Schwerpunkt zu verschieben, während sich der Druckpunkt beim Übergang in den Überschallbereich nach hinten verlagerte. Im Gegenzug war die Nutzlast, die es tragen konnte, im Vergleich zu einem Unterschall-Jet gleichen Gewichts bescheiden.

Die kinetische Erwärmung bestimmte die wirkliche Geschwindigkeitsgrenze. Die verwendete Aluminiumlegierung, relativ günstig und leicht zu bearbeiten, ertrug dauerhaft etwa 127 °C an der Nase, und dieser Wert — nicht die verfügbare Leistung — legte den Reiseflug auf Mach 2,02 fest. Jeder Flug unterwarf die Zelle zwei vollständigen Abkühlungs- und Aufheizzyklen, was es erforderlich machte, die Ermüdung mit einem Prüfstand zu modellieren, der wiederholt einen echten Flügelabschnitt aufheizte und abkühlte. Die Struktur wurde für eine Lebensdauer von 45.000 Flugstunden ausgelegt. Der Rumpf dehnte sich im Reiseflug um mehrere Zentimeter aus.

Die kippbare Nase löste einen weiteren Widerspruch: Die spitze Form, die der Überschallflug erforderte, ließ der Besatzung im Anflug keine nutzbare Sicht, da das Flugzeug wegen des Deltaflügels stark aufgebäumt war, sodass sich Nase und Visier für die Landung senkten und im Reiseflug wieder ausrichteten.

Auf einem Symposium der Royal Aeronautical Society im Dezember 1960 wurden die Antriebsoptionen für einen Überschalltransporter diskutiert. Turbofans wurden verworfen, weil ihr größerer Stirnquerschnitt zu viel Widerstand verursachte, und die Entwicklung eines völlig neuen Triebwerks für nur ein Flugzeug erwies sich als unerschwinglich. Man wählte daher den Olympus, ein Turbostrahltriebwerk, das bereits im Prototyp des Überschallbombers TSR-2 flog und sich zum nachbrennerfähigen Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 weiterentwickelte.

Die eigentliche Meisterleistung waren nicht die Triebwerke, sondern die Lufteinläufe. Jede Gondel trug bewegliche Rampen, gesteuert von digitalen Kontrolleinheiten — der erste Einsatz eines Digitalprozessors mit voller Befehlsgewalt über ein wesentliches System eines Passagierflugzeugs —, die den Luftstrom vor dem Verdichter auf Unterschall abbremsten und im Reiseflug den Großteil des Gesamtschubs lieferten. Interaktionsprobleme zwischen benachbarten Triebwerken bei hoher Geschwindigkeit erzwangen, das Flugzeug oberhalb einer bestimmten Machzahl wie ein zweimotoriges zu zertifizieren. Der Nachbrenner wurde nur beim Start und bei der transsonischen Beschleunigung genutzt; der Reiseflug war ohne ihn überschall.

Der französische Prototyp 001 flog am 2. März 1969 in Toulouse, der britische 002 folgte im April desselben Jahres von Filton aus. Bei einem Testflug im März 1974 erreichte eine Concorde ihre höchste registrierte Geschwindigkeit, weit über der zugelassenen Reisegeschwindigkeit, in einer Höhe über der jedes anderen Linienflugzeugs. Nach einem langen und teuren Erprobungsprogramm begann der kommerzielle Dienst gleichzeitig am 21. Januar 1976: British Airways von London nach Bahrain und Air France von Paris nach Rio de Janeiro. Es wurden nur zwanzig Zellen gebaut, Prototypen, Vorserie und Serienflugzeuge eingerechnet.

Das Hindernis, das die kommerziellen Prognosen zunichtemachte, war nicht technischer, sondern sozialer Natur. Der Überschallknall verbot Überschallflug über bewohntem Land, was das Flugzeug auf Ozeanrouten beschränkte und seinen Vorteil auf den großen Kontinentalmärkten zunichtemachte. In den Vereinigten Staaten verzögerte der Widerstand von Anwohnern und Politik die Ankunft des Flugzeugs: Der Dienst nach Washington Dulles konnte 1976 eröffnet werden, New York wurde jedoch erst 1977 nach einem Rechtsstreit gegen die Hafenbehörde erreicht. Die Achse zwischen London oder Paris und New York erwies sich schließlich als die einzige durchgehend rentable Strecke, getragen von Passagieren, die für die gewonnene Zeit bezahlten und das Flugzeug eher zu einem Statussymbol als zu einem Massenverkehrsmittel machten.

Die Ölkrise entzog der ursprünglichen wirtschaftlichen Grundlage den Boden, und die Bestellungen der großen Fluggesellschaften verflüchtigten sich. Die beiden Betreiber erhielten ihre Flugzeuge unter sehr besonderen Bedingungen und betrieben jahrelang kleine Flotten mit einer Intensität, die kein anderes Linienflugzeug ausgehalten hätte.

Am 25. Juli 2000 stürzte Air-France-Flug 4590 kurz nach dem Start in Paris mit Ziel New York ab. Ein Metallfragment, das von einem anderen Flugzeug auf der Startbahn abfiel, zerplatzte einen Reifen; die gegen die Flügelunterseite geschleuderten Trümmer verursachten den Bruch eines Tanks und einen unkontrollierbaren Brand. Es war der einzige tödliche Unfall des Typs und kam im denkbar ungünstigsten Moment. Die Flotte flog nach einem Änderungsprogramm — innere Auskleidung der Tanks, verstärkte Reifen, geschützte Verkabelung — wieder, doch der zahlungskräftige Transatlantikverkehr war bereits eingebrochen, und die Wartungskosten für eine winzige, alternde Flotte waren nicht mehr tragbar. Air France und British Airways stellten das Flugzeug 2003 außer Dienst.

Die Concorde war eines von nur zwei Überschall-Verkehrsflugzeugen, die kommerziell betrieben wurden; das andere, die sowjetische Tupolew Tu-144, flog früher, hatte aber eine kurze kommerzielle Laufbahn und eine deutlich geringere Reichweite. Die meisten erhaltenen Zellen sind heute auf Museen in Frankreich, dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten verteilt, darunter das Smithsonian und das Museum of Flight in Seattle. Ihr wirklicher Einfluss liegt nicht in einer Nachfolge, die es nie gab, sondern in dem technischen Erbe, das sie hinterließ: digitale Steuerung der Lufteinläufe, elektrische Flugsteuerung in einem Zivilflugzeug, Schwerpunktmanagement über den Treibstoff und ein Verständnis der thermischen Ermüdung, das kein anderes ziviles Programm je wieder benötigt hat.