China demnächst Weltspitze in der Hyperschalltechnologie?

China demnächst Weltspitze in der Hyperschalltechnologie?

Peking, 2.6.2021

Der Forscher Han Guilai von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften wies in einem Online-Vortrag darauf hin, dass der JF-22-Windkanal in Pekings Huairou-Bezirk in der Lage sei, Flüge mit bis zu 10 km pro Sekunde zu simulieren – das ist das 30-fache der Schallgeschwindigkeit. Zusammen mit einer bereits bestehenden Anlage, ebenfalls in Peking, wäre China damit dem Westen „etwa 20 bis 30 Jahre voraus“.

Han erklärte dazu, dass die Oberfläche eines Flugzeugs, das mit einer solchen Geschwindigkeit fliege, 10.000 Grad Celsius erreichen könnte – heiß genug, um Luftmoleküle in Atome zu zerlegen und einigen von ihnen sogar eine elektrische Ladung zu geben. „Diese Luft ist nicht mehr die Luft, die wir einatmen“, sagt Han. „Das fliegende Fahrzeug, das wir untersuchen, ist wie ein Schwimmen im Schlamm.“

Han sagte außerdem, dass die vom JF-22-Windkanal erzeugte Leistung 15 Gigawatt erreichen würde – fast 70 Prozent der installierten Leistung des weltgrößten Wasserkraftwerks Drei-Schluchten-Damm in Chinas südwestlicher Provinz Sichuan oder mehr als das Siebenfache des Hoover-Damms in Nevada.

Hintergrund: China hat im scharfen Wettbewerb mit dem Westen enorme Investitionen in die Entwicklung der Hyperschall-Flugtechnologie getätigt. Dies mit dem Ziel, in ein bis zwei Stunden überall auf der Welt zu landen. Zugleich würde dies auch die Kosten für Weltraumstarts um mehr als 90 Prozent senken und damit die Raumfahrt in greifbare Nähe rücken.

Experimente mit Überschallgeschwindigkeit begannen im Westen in den späten 1940er Jahren, und der US-Pilot William John Knight erreichte in den 1960er Jahren kurzzeitig Mach 6,7 in einem raketengetriebenen X-15-Testflugzeug.

Trotz der frühen Anfänge haben die westlichen Länder bis heute keine kampffähige Hyperschallwaffe, während keines ihrer Raketenabwehrsysteme solche Hochgeschwindigkeitsobjekte aus China oder Russland abfangen könnte.

China hat in den letzten Jahren bereits zahlreiche Typen von Hyperschallwaffen eingesetzt, wobei die Anzahl der in einem Jahr durchgeführten Testflüge der eines Jahrzehnts von Tests in den USA entspricht.

Chinesische Hyperschall-Testflüge haben ungewöhnlich hohe Erfolgsquoten und keine gemeldeten Abstürze verzeichnet. Im Jahr 2019 führten die chinesischen Raumfahrtbehörden ein geheimes Experiment mit einem mutmaßlichen Prototyp eines Raumflugzeugs durch, das auf einem gewöhnlichen Flughafen starten und landen kann. Forscher haben in heimischen Fachzeitschriften auch Details zu Hyperschalltriebwerkskonstruktionen enthüllt, die sonst nirgendwo auf der Welt zu sehen sind.

Ein Teil von Chinas Erfolg in der Hyperschalltechnik liegt an der einzigartigen Technologie, die in den chinesischen Windtunneln verwendet wird. Im Gegensatz zu Einrichtungen in anderen Ländern – die mechanische Kompressoren zur Erzeugung eines Hochgeschwindigkeitsluftstroms verwenden – nutzt die JF-22 chemische Explosionen.

Wenn der Tunnel zündet, verbrennt sein Treibstoff mit einer Geschwindigkeit, die 100 Millionen Mal schneller ist als die eines Gaskochers, und erzeugt Schockwellen, die denen ähneln, die Flugzeuge bei Hypervelocity in großen Höhen erleben. Laut Han muss jedes Flugzeug- oder Waffenmodell „etwa 10.000 Tests im Tunnel absolvieren“, bevor es in Produktion geht.

LENS II, der fortschrittlichste Windkanal in den USA, hat Flüge bis zu Mach 7 simuliert, wobei die Simulation 30 Millisekunden dauert. Im Gegensatz dazu könnte die durchschnittliche Laufzeit der JF-22 130 Millisekunden erreichen, mit einer viel höheren Höchstgeschwindigkeit, sagte Han.

„Unsere Experimentierzeit ist viel länger als ihre, deshalb kann das Flugzeugmodell größer sein als ihrs, und die Experimente können fortschrittlicher sein als ihrs. Das bestimmt unsere führende Position in der Welt.“