Was sind Überschallflugzeuge?

Ein Flugzeug ist Überschall, wenn seine wahre Fluggeschwindigkeit die örtliche Schallgeschwindigkeit übersteigt, Mach 1, die in Reiseflughöhe etwa 295 m/s (1.062 km/h, 573 kn) beträgt. Jenseits dieses Punktes kann die Luft davor nicht rechtzeitig ausweichen, Stoßwellen bilden sich an Nase, Flügel und Leitwerk, der Widerstand steigt stark an, und das Flugzeug hinterlässt die Drucksignatur, die am Boden als Überschallknall gehört wird. Die Konstruktion für diesen Bereich erfordert dünne Flügel mit scharfen Vorderkanten, gepfeilte oder Delta-Grundrisse, Triebwerke mit variablen Einlässen, um die Luft vor dem Verdichter auf Unterschallgeschwindigkeit zu verlangsamen, und Rumpfstrukturen, die Hauttemperaturen von deutlich über 100 °C durch Reibungserwärmung vertragen. Bei Mach 2 erreichte die Nase der Concorde etwa 127 °C, und der Rumpf dehnte sich im Flug um etwa 25 cm.

Das erste bemannte Flugzeug, das die Schallmauer durchbrach, war die Bell X-1 am 14. Oktober 1947, gesteuert von Chuck Yeager, die Mach 1,06 in etwa 13.000 m erreichte. Seit den späten 1950er Jahren sind die meisten Frontjäger und Abfangjäger überschallfähig, meist mit Nachbrenner für kurze Zeiträume: die Lockheed F-104, die MiG-21, die F-15, die Su-27 und ihre Nachfolger. Eine kleinere Gruppe kann im Supercruise fliegen, also Überschallgeschwindigkeit ohne Nachbrenner halten, insbesondere die F-22 und der Eurofighter Typhoon. Aufklärungsflugzeuge gingen weiter: Die Lockheed SR-71 flog stundenlang über Mach 3, mit einem offiziellen Geschwindigkeitsrekord von 3.529,6 km/h, aufgestellt 1976. Bomber wie die B-1B und die Tu-160 fliegen ebenfalls im Überschallbereich, allerdings nur während der Angriffsphase eines Einsatzes.

Nur zwei Überschall-Passagierflugzeuge gingen jemals in Dienst. Die Tupolew Tu-144 flog zuerst, am 31. Dezember 1968, beförderte aber nur kurz 1977-1978 Passagiere, bevor sie außer Dienst gestellt wurde. Die Concorde, die britisch-französische Konstruktion von Aérospatiale und BAC, flog erstmals am 2. März 1969, nahm am 21. Januar 1976 den Dienst bei Air France und British Airways auf und flog mit Mach 2,02 in bis zu 18.300 m (60.000 ft), wobei sie den Atlantik in etwa dreieinhalb Stunden überquerte. Sie wurde im Oktober 2003 nach siebenundzwanzig Jahren außer Dienst gestellt, zu Fall gebracht durch hohen Treibstoffverbrauch, ein Verbot von Überschallflügen über Land wegen des Knalls und den Unfall von Paris im Jahr 2000. Heute fliegt kein Überschall-Verkehrsflugzeug. Der X-59-Demonstrator der NASA, entwickelt, um den Knall auf ein leises Poltern zu reduzieren, soll die Daten liefern, die Regulierungsbehörden brauchen, um das Verbot über Land zu überdenken, während mehrere Start-ups eine neue Generation kleinerer Überschalljets verfolgen.