Wie schnell fliegt ein Überschallflugzeug?

Ein Flugzeug wird überschallschnell, wenn es die Schallgeschwindigkeit der Luft, durch die es sich bewegt, überschreitet — Mach 1, was in der Stratosphäre etwa 1.062 km/h entspricht und in Bodennähe rund 1.225 km/h. Die meisten Flugzeuge, die diese Geschwindigkeit erreichen können, bleiben in einem relativ engen Band zwischen Mach 1,6 und Mach 2,5, aus einem Grund, der in den Materialien liegt: Bis etwa Mach 2,2 kann herkömmliches Aluminium der aerodynamischen Erwärmung widerstehen, die bei dieser Geschwindigkeit die Außenhaut auf etwa 100-130°C bringt; darüber hinaus sind Titan, Spezialstähle oder hochtemperaturbeständige Verbundwerkstoffe nötig, allesamt deutlich teurer. Deshalb erreichte die aus Aluminiumlegierung gebaute Concorde maximal Mach 2,04 — rund 2.180 km/h auf 18.000 m, wobei die Nase 127°C erreichte; die Tupolew Tu-144 kam auf Mach 2,15; und Jäger wie die F-15, MiG-29 oder Mirage 2000 liegen bei etwa Mach 2,2-2,5. Nur die MiG-25 und MiG-31, mit Stahlstrukturen gebaut, nähern sich Mach 2,8-3.

Auf einer Paris-New-York-Strecke beschleunigte die Concorde subsonisch bis zur Küste, zündete die Nachbrenner über dem Atlantik und überschritt Mach 1 bei etwa 8.500 m; auf 13.000 m erreichte sie Mach 1,7, schaltete die Nachbrenner ab und beschleunigte allein mit dem Trockenschub ihrer vier Olympus-593-Triebwerke weiter auf Mach 2. Der Reiseflug fand zwischen 15.000 und 18.300 m statt, mit rund 2.180 km/h relativ zur Luft, und der gesamte Flug dauerte etwa 3 Stunden 30 Minuten, verglichen mit 7-8 Stunden bei einem konventionellen Jet. Bei dieser Geschwindigkeit dehnte sich der Rumpf durch Wärmeausdehnung um etwa 20 cm, das Flugzeug legte einen Kilometer in etwas über 1,6 Sekunden zurück, und da es nach Westen flog, landete es in New York zu einer Ortszeit, die vor der Abflugzeit in London lag. Der Überschallknall schloss jedoch Überlandrouten aus und beschränkte den Einsatz auf wenig mehr als ein Dutzend Flugzeuge.

Die Lockheed SR-71 Blackbird flog mit Mach 3,2 (etwa 3.400 km/h) oberhalb von 24.000 m im Reiseflug und stellte 1976 den Geschwindigkeitsrekord für ein bemanntes Düsenflugzeug auf, 3.529,6 km/h, der bis heute gilt. Darüber beginnt der Hyperschallbereich bei Mach 5, in dem nur Raketenflugzeuge mit Besatzung geflogen sind: Die X-15 erreichte 1967 Mach 6,7 (7.274 km/h). Unbemannte Fahrzeuge gingen noch weiter, mit der NASA-X-43A, die 2004 dank eines Scramjet-Triebwerks Mach 9,6 erreichte. Für den gewöhnlichen Passagier dürfte die Überschallgeschwindigkeit, falls überhaupt, bei etwa Mach 1,7 zurückkehren — die Zahl, mit der aktuelle Flugzeugprojekte arbeiten, um Treibstoffverbrauch, Lärm und Materialien auszubalancieren.