Boeing X-51

Boeing X-51A Waverider
Eine Boeing X-51 an einer B-52 montiert
Typ:	Unbemannter Technologiedemonstrator
Entwurfsland:	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Hersteller:	Boeing DARPA
Erstflug:	26. Mai 2010
Indienststellung:	In der Entwicklung
Stückzahl:	4 (teilweise noch in Bau)

Die Boeing X-51A Waverider ist ein unbemanntes Scramjet-Demonstrationsflugzeug, das eine Geschwindigkeit von Mach 6+ erreichen soll. Die X-51 ist der direkte Nachfolger der X-43 und wird unter der Leitung des Air Force Research Laboratorys von Boeing und Pratt & Whitney Rocketdyne und DARPA entwickelt. Potentielle militärische Anwendungen werden bei Hyperschall-Flugzeugen und Raketen zur Bekämpfung zeitkritischer Ziele gesehen. Daneben spielen aber auch Überlegungen zur Entwicklung eines relativ billigen Raumtransporters eine Rolle.

Beschreibung

Die Entwicklung der X-51A begann Ende 2004 bzw. Anfang 2005, nachdem die Flugversuche der X-43 abgeschlossen waren und DARPA ein weiteres Demonstrationsflugzeug für den Scramjetantrieb, im Rahmen des inzwischen eingestellten Falcon-Projekts, benötigte. Die Bodentests wurden 2006 und 2007 erfolgreich durchgeführt. Die X-51A ging aus früheren Projekten, wie dem Advanced Rapid Response Missile Demonstrator hervor. Als Besonderheit wird bei der X-51 der Flugzeugtreibstoff des Typs JP-7, der für die Lockheed SR-71 entwickelt wurde und (zur Zündung) Ethylen eingesetzt. Alle vorherigen Scramjet-Triebwerke wurden mit Wasserstoff angetrieben, der in der Handhabung gefährlich ist und viel Platz einnimmt; in jedem Flugzeug mit Wasserstoff-Scramjet-Antrieb würde der Tank den größten Teil des Flugzeugs einnehmen.

Testflug einer B-52 mit montierter X-51A

Der Erstflug des Flight Test Vehicle 1 (FTV 1) war für den 27. Oktober 2009 geplant, wurde mehrmals verschoben und schließlich am 26. Mai 2010 durchgeführt.^[1][2][3] Drei weitere im Bau befindliche Exemplare sollen Flüge absolvieren. Der nächste ist für 2011 geplant.^[2]

Zum Start wurde der Flugkörper am Flügelpylon einer Boeing B-52H auf eine Höhe von ungefähr 15 km gebracht^[3] und bei etwa Mach 0,8 abgeworfen. Zwei begleitende P-3 Orion waren für die Erfassung von Telemetriedaten zuständig, während Bodenradarstationen die Bahnverfolgung übernahmen. Beschleunigt wurde das Fluggerät vom Booster einer taktischen Feststoffrakete MGM-140 ATACMS der US-Armee, der eine aerodynamische Verkleidung und leichtere Titandüsen erhielt. Bei einer Geschwindigkeit von Mach 4,8 wurden der Booster und eine Zwischenstufe in einer Höhe von knapp 20 km abgetrennt.^[3]

Das Staustrahltriebwerk P & W Rocketdyne SJY 61-2 wurde dann bei einer Geschwindigkeit von Mach 4,8 aktiviert. Damit sich dabei die Brennkammer durch die über 1000 °C heiße hindurchströmende Luft nicht überhitzt, wird sie im Betrieb vom Treibstoff umflossen, der dabei verdampft. Die Kühlungskanäle sind dabei mit einer katalytischen Beschichtung versehen, die den schweren Treibstoff in leichtere Moleküle, wie z.B. Wasserstoff oder Ethylen zersetzt. Diese verbrennen auf Grund der hohen Temperatur von Treibstoff und Arbeitsmedium innerhalb von einer Millisekunde. Da die dafür notwendige Temperatur nicht sofort nach Einschalten des Triebwerks gegeben ist, wird zunächst Ethylen eingeleitet. Nach Erreichen der dafür notwendigen Bedingungen, wird der Betrieb auf JP-7 umgestellt.^[4] Die geplante Betriebszeit von 300 Sekunden für die Beschleunigung auf die geplante Endgeschwindigkeit von mehr als Mach 6 konnte nicht erreicht werden.^[3] Die X-51 beschleunigt für 140 Sekunden auf ca. Mach 5, musste dann aber wegen Ausfall der Telemetrie-Verbindung zerstört werden. Trotz der kürzeren Betriebsdauer und geringeren Endgeschwindigkeit wird der Erstflug als erfolgreich angesehen.^[3][5] Mit einer Beschleunigungsdauer von 150 Sekunden bei 211 Sekunden Flugzeit wurde der 10 Sekunden Rekord der X-43 aus dem Jahr 2004 abgelöst.^[6]

Der zweiten Testflug am 13. Juni 2011 endete ebenfalls vorzeitig. Beim Übergang von Ethylen auf JP-7 kam es zu Problemen im Einlauf. Versuche, den Strömungs- und Verbrennungsprozess zu stabilisieren, scheiterten und der Flugkörper stürzte in den Pazifik.^[7]

Ziele der geplanten vier Tests der X-51 ist es unter anderem, die Zündung bei geringeren Geschwindigkeiten und Temperaturen auszulösen, als es bisher möglich ist. Derzeit ist eine Rakete erforderlich, um Scramjet-Fluggeräte auf Zündgeschwindigkeit zu bringen. Die Ingenieure hoffen, dass in Zukunft zum Zünden die Geschwindigkeit ausreicht, die ein gewöhnliches Strahltriebwerk erreicht.

An den 54. Annual Laureate Awards der amerikanischen Fachzeitschrift Aviation Week ist das Projekt am 8. März 2011 in der Kategorie Aeronautics/Propulsion ausgezeichnet worden. ^[8]

Technische Daten

• Länge: 7,60 bis 7,90 m
• Gewicht: 1814 kg
• Höchstgeschwindigkeit: Mach 7+

Siehe auch

• Global Strike

Einzelnachweise

1. ↑ X-51A Nears First Flight (englisch), abgerufen am 16. Februar 2010
2. ↑ ^{a b} Aviation Week: First X-51A Hypersonic Flight Deemed Success, 26. Mai 2010
3. ↑ ^{a b c d e} Flightglobal: X-51A Waverider reaches Mach 5 in 140 second scramjet flight, 27. Mai 2010
4. ↑ http://spaceflightnow.com/news/n1005/16waverider/
5. ↑ Deutschlandfunk: Im Hyperschalltempo über den Pazifik
6. ↑ Scramjet stellt neuen Zeitrekord auf. In: Raumfahrer.net. 28. Mai 2010, abgerufen am 29. Mai 2010. 
7. ↑ FlightGlobal: Second X-51 hypersonic flight ends prematurely. Abgerufen am 27. Juni 2011. 
8. ↑ Aviation Week Laureate Awards Go to Heroes, Leaders and Innovators. In: PR Newswire. 8. März 2011, abgerufen am 9. März 2011. 

Literatur

• Dino Carrara: X-51A Rides the Wave, AIR International September 2009

Weblinks

 Commons: Boeing X-51 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Noah Shachtman: Hypersonic Cruise Missile: America's New Global Strike Weapon ("Popular Mechanics", Januar 2007; darin auch Informationen zur "No-Nuke Trident II")
• Scramjet-Demonstrationsflugzeg erhält X-Status (englisch)
• Erster Testflug im Dezember 2009 (englisch)
• Deutschlandfunk: Im Hyperschalltempo über den Pazifik

Liste der militärischen Flugzeugtypen des Herstellers Boeing

Jagdflugzeuge: PW-9/FB • F2B • F3B • F4B • XF6B • XF7B • XF8B • P-12 • P-26 • P-29 • AV-8B+ • F-15 • F/A-18 • F-22

Bomber: YB-9 • XB-15 • B-17 • B-29 • B-47 • B-50 • B-52 • XB-59 • B-1B

Transportflugzeuge: C-73 • C-75 • C-97 • C-98 • C-135 • C-137 • YC-14 • C-17 • C-22 • VC-25 • C-32 • C-40 • V-22

Tankflugzeuge: KB-29 • KB-50 • KC-97 • KC-135 • KC-137 • KC-46 • KC-767

Trainer: PT-13 • PT-17 • PT-18 • PT-27 • XAT-15 • T-43 • T-45

Seepatrouillen- und elektronische Kampfflugzeuge: EA-18 • EC-18 • EC-135 • E-3 • E-4 • E-6 • E-8 • E-10 • E-767 • 737 AEW&C • PB • XPBB • P-8

Aufklärungsflugzeuge: NC-135 • OC-135 • RC-135 • WC-135

Versuchsflugzeuge und UAVs: Bird of Prey • Phantom Eye • Phantom Ray • Quad Tiltrotor • ScanEagle • X-20 • X-32 • X-36 • X-37 • X-45 • X-46 • X-50 • X-51 • YAL-1 • YMQ-18

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Siehe auch: Liste der zivilen Flugzeugtypen des Herstellers Boeing