Verkehrsflugzeuge fliegen mit der gleichen Geschwindigkeit wie vor 60 Jahren.
Seit der Concorde, die es ermöglichte, in nur 3h30 von Paris nach New York zu fliegen, hat kein ziviles Flugzeug die Schallmauer durchbrochen.
50 Jahre nach dem ersten Concorde Flug steht ein laufendes Projekt unter der Leitung der NASA kurz davor, Überschallflüge über Land wieder zu ermöglichen. Im Erfolgsfall wird es die Anzahl der Überschallstrecken deutlich erhöhen und den Markt für Überschallflugzeuge erheblich vergrößern. Diese technologische Verbesserung in Kombination mit Entwicklungsarbeiten zur Senkung der Betriebskosten und einem deutlich größeren Markt als zu Zeiten, als die Concorde flog, könnten die zivile Überschallluftfahrt in den kommenden Jahren wiederbeleben.
Wer sind die neuen Akteure? Was sind die aktuellen Investitionen? Was sind die wichtigsten Erfolgsfaktoren und die verbleibenden technologischen und regulatorischen Hindernisse?
Verkehrsflugzeuge fliegen in der Regel zwischen 800 km/h und 900 km/h, was 75-85% der Schallgeschwindigkeit entspricht
Erste Verkehrsflugzeuge mit Düsentriebwerken wurden in den 1950er Jahren eingeführt und ihre Geschwindigkeit lag bereits sehr nahe an der aktuellen typischen Reisegeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit ziviler Flugzeuge hat sich seit Ende der 1950er Jahre nicht mehr erhöht, außer bei Überschallflugzeugen.
Abgesehen von der Concorde war Tupolev Tu-144 das einzige andere zivile Überschallflugzeug, aber ihre kommerziellen Passagierflüge wurden nach weniger als einem Betriebsjahr eingestellt.
Die Concorde wurde in den 1960er Jahren von einem französischen und britischen Konsortium entwickelt und 1976 in Betrieb genommen. Es flog bei doppelter Schallgeschwindigkeit (Mach 2, ~2 200 km/h), was es ermöglichte von Paris nach New York in nur 3h30 (im Vergleich zu etwa 8h20 mit aktuellen Flugzeugen) zu fliegen.
Concorde erzielte keinen kommerziellen Erfolg: wegen großer betrieblicher Kosten (eskaliert durch die Ölkrise der 1970er Jahre) betrieben nur 2 Fluggesellschaften (Air France und British Airways) zwischen 1976 und 2003 insgesamt 14 Flugzeuge, fast ausschließlich auf zwei Strecken: London-New York und Paris-New York. Tatsächlich war es der Concorde nicht gestattet, mit Überschall über Land zu fliegen aufgrund des durch den Schallknall verursachtem Lärm.
Die Lautstärke des Schallknalls war eines der wichtigsten technologischen Hindernisse für den Erfolg der Concorde. Die Reduzierung dieses Lärms und die Zulassung von Überschallflügen über Land würde die Anzahl der Überschallrouten und die Marktgröße erheblich erhöhen. In dieser Richtung führt die NASA die Low-Boom Flight Demonstrationsmission durch.
In diesem Zusammenhang wurden mehrere Projekte für Überschallflugzeuge gestartet.
3 Projektsegmente befinden sich derzeit in der Entwicklung:
Historische Flugzeug- und Ausrüstungshersteller (OAMs und OEMs) haben längerfristige Projekte angekündigt, sind aber weiterhin in diesem Forschungs- und Entwicklungssegment durch industrielle Partnerschaften aktiv:
Boom erhielt zwischen 2017 und 2018 insgesamt eine Finanzierung von 140 MIO. $, hauptsächlich von US VC-Unternehmen. Kürzlich erzielte Hermeus im Mai 2019 eine Startfinanzierung, ebenfalls von einer US-amerikanischen Risikokapitalgesellschaft.
Während die Finanzierung zunimmt, sind wir immer noch im frühem Stadium der Entwicklung der Überschalltechnologie. Aktuelle Akteure sind bei der Demonstrationsphase ihres Programms, notwendig um die erforderlichen Investitionen auszulösen: Aerion AS 2 zukünftige Flugzeuge werden Entwicklungskosten von ~$4 MRD. haben, während das Start-up Exosonic einen Entwicklungsplan vorgelegt hat, der ~6 MRD. $ kostet.
Im Segment der Verkehrsflugzeuge, haben 2 Fluggesellschaften (Japan Airlines und Virgin) Bestellungen bei Boom aufgegeben (die planen, das Flugzeug bis Mitte der 2020er Jahre auszuliefern).
Im Segment Business Jets, hat Flexjet (ein US-amerikanischer Dienstleister für Geschäftsflugzeuge) Bestellungen für 20 Aerion AS2 aufgegeben, für die die Lieferung für 2025 angekündigt wurde.
Dank dieser Art von innovativer Präsenz, sollten diese frühen Kunden von einem großen Marketingeffekt profitieren. Darüber hinaus könnte die halbierte Flugzeit kommerzieller Verkehrsflugzeuge eine neue Dimension bieten, um sich von Wettbewerbern abzuheben. Ein solcher Differenzierungsfaktor könnte in einem Markt, auf dem es nur begrenzte Differenzierungsmöglichkeiten gibt, enorme Auswirkungen haben.
Diese Vorbestellungen sind ein vielversprechender Anfang, aber verglichen mit dem Enthusiasmus zur Zeit der Concorde ist er gering: 10 Jahre vor ihrer Inbetriebnahme hatten bereits etwa 15 Fluggesellschaften Bestellungen oder Optionen aufgegeben (die meisten von ihnen wurden zwischen 1972 und 1973 aufgrund der Ölkrise storniert).
Überschallflugzeuge sind seit mehreren Jahrzehnten eine bewährte Technologie: Für zivile Anwendungen wurde die Concorde vor mehr als 40 Jahren in Dienst gestellt, und seit der Pensionierung der Concorde werden Überschallflugzeuge immer noch für militärische Zwecke eingesetzt.
Angesichts der Erfahrungen mit der Concorde wird jedes zukünftige Überschallflugzeugprojekt jedoch mit mehreren wichtigen Einschränkungen konfrontiert sein, um kommerziellen Erfolg zu erzielen. Die Hauptschwierigkeiten werden sein:
Wenn Sie mit Überschall fliegen, erzeugt ein Flugzeug einen wahrnehmbaren Überschallknall, selbst wenn das Flugzeug in großer Höhe fliegt.
Dies war einer der Hauptgründe, die Concorde daran hinderten, kommerziellen Erfolg zu erzielen:
Als die Concorde flog, verursachte das große Störungen rund um den Flughafen bei Start und Landung. Seit der Concorde wurden Unterschallflugzeuge leichter und die Lärmregulierung verschärft. Es gibt laufende Gespräche mit der FAA zur Anpassung der Lärmregulierung für Überschallflugzeuge.
In diesem Rahmen sprechen einige Länder über besondere Steuern auf Flugzeugtreibstoff. Außerdem wird “Flight-shaming“ immer beliebter: Dieser neue Trend zielt darauf ab, die Nutzung von Flugreisen durch Unternehmen einzuschränken und ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, beispielsweise durch den Einsatz hochwertiger Videokonferenzsysteme.
Trotz dieser Bedenken hinsichtlich der Emissionen wächst der Flugverkehr kontinuierlich, auch für Geschäftsreisen, und es wird erwartet das er in den nächsten 15 Jahren weiter erheblich wachsen wird.
Darüber hinaus basiert das aktuelle Design von Unterschallflugzeugen auf einer Architektur, die vor einigen Jahrzehnten definiert wurde, als die CO2-Emissionen noch nicht so zentral waren wie heute. Jetzt versuchen OEMs und OAMs, das aktuelle Design zu optimieren, um die Emissionen zu reduzieren. Bei Überschallflugzeugen können wir davon ausgehen, dass wir uns in einer günstigeren Situation befinden werden, da diese Einschränkung bereits in der frühen Entwicklungsphase berücksichtigt wird. Zum Beispiel:
Die Nachfrage nach Überschallflügen dürfte angesichts des Anstiegs sowohl des Flugverkehrs als auch der Zahl vermögender Privatpersonen viel wichtiger sein als bei Concorde
Überschallflugzeuge werden künftig höhere Betriebskosten haben als Unterschallflugzeuge. Jedoch ist das aktuelle Marktumfeld viel günstiger, um einen kommerziellen Erfolg zu erzielen. Seit der Pensionierung der Concorde im Jahr 2003:
Aus Technologie- und Marktsicht ist es wahrscheinlicher, dass das Business-Jet-Segment zuerst wächst
Überschallflugzeuge werden wahrscheinlich zuerst mit Überschall-Businessjets wachsen, mit einer „mittleren“ Geschwindigkeitssteigerung (Mach 1,4 oder 1,6). Eine solche Geschwindigkeit in Kombination mit der begrenzten Größe von Geschäftsflugzeugen (im Vergleich zu Verkehrsflugzeugen) stellt eine vernünftigere technische Herausforderung für den ersten Schritt der Entwicklung von Überschallflugzeugen dar.
Die Strategie des Herstellers besteht darin, ein Überschallflugzeug zu entwickeln, das den Fluggesellschaften die Möglichkeit gibt, den gleicher Tarif wie Business Class. Wenn sie das schaffen, Der Überschallflug wird wahrscheinlich zu einem wichtigen Segment auf dem Business-Class-Markt werden. Marktuntersuchungen zeigen, dass Geschäftsreisende Geschwindigkeit dem Bordservice vorziehen (z. B. Komfort, Konnektivität,...), im Gegensatz zu Urlaubsreisenden. Je nachdem, wie sich die Nachfrage entwickelt, könnten Fluggesellschaften später eine Prämie für Überschallflüge erheben.
Seit der Concorde ist die Vielfalt der Hauptrouten günstiger für die Entwicklung von Überschallflügen über die Ozeane: Flüge zwischen Asien und den USA oder Flüge über Drehkreuze im Nahen Osten waren weniger entwickelt, als die Concorde flog. Jetzt haben einige Länder eine strategische geografische Lage um Überschallflüge über Ozeane anzubieten. Somit haben sie die Möglichkeit, diesen Markt zu entwickeln, ohne auf weitere Forschung und Entwicklung warten zu müssen. Beispielsweise hat Japan Airlines 20 Vorbestellungen bei Boom aufgegeben.
Aufgrund des Verbots von Überschallflügen über Land schätzen die Spieler, dass Überschallflugzeuge bis zu 500 Routen, was entspricht ein Markt für 1 000 bis 2 000 Flugzeuge laut Boom.
Die NASA leitet ein Team aus Regierung und Industrie, das Überschallflüge über Land ermöglichen und eine neue Ära für die zivile Überschallluftfahrt einleiten könnte
Das Flugvorführung mit niedrigem Boom Unter der Leitung der NASA ist es wohl die wichtigste Entwicklung für kommerzielle Überschallflüge. Diese Mission zielt darauf ab, einen zu fliegen Low Boom Flight Demonstrator (das X-59 Quiet SuperSonic Technology-Flugzeug) mit 2 Zielen:
Die X-59 ist ein groß angelegtes Überschallversuchsflugzeug mit einer Technologie, die die Lautstärke eines Schallknalls reduziert. Die Flugtests sollen im April 2021 beginnen. Flugtests über US-Städten sind geplant zwischen 2023 und 2026, um die Reaktionen der Bevölkerung auf Überschallreisen zu bewerten. Basierend auf den Ergebnissen dieser Flugtestkampagnen besteht das Ziel darin, Die ICAO definiert die Lärmregulierung für Überschallflugzeuge im Jahr 2028.
Abhängig von den Konstruktionszeitplänen der Hersteller Das erste Flugzeug, das mit Überschall über Land fliegen durfte, mit einem Design, das auf den Ergebnissen der NASA basiert, könnte Anfang der 2030er Jahre in Dienst gestellt werden.
Die Anzahl der brauchbaren Strecken und Flugzeuge könnte erheblich erhöht werden, wenn die laufende Mission der NASA erfolgreich ist. Überschallflüge würden nicht mehr auf Routen über Ozeane beschränkt sein. So könnten kommerzielle Überschallflugzeuge und Geschäftsflugzeuge folgende Probleme lösen:
Durch die Aktivierung von Überschallflügen über Land könnten mehrere hundert potenzielle Routen hinzukommen (1300 zusätzliche potenzielle Routen laut Exosonic). Viele von ihnen wären wirtschaftlich nicht rentabel, aber sie bergen das Potenzial für eine viel größere Anzahl kommerzieller Überschallflugzeuge auf dem Markt.
Der Flugverkehr wird weiterhin schnell wachsen. Bezogen auf Personenkilometer ist es 2003 bereits mehr als doppelt so viel Verkehr, und es ist wird sich in den nächsten 15 Jahren voraussichtlich verdoppeln.
Überschallflugzeuge, die sich in der Entwicklung befinden, sollten viel weniger Treibstoff verbrauchen als Concorde, aber im Betrieb auch weiterhin teurer sein als aktuelle Flugzeuge.
Künftig dürften fortgesetzte Investitionen zur weiteren Senkung der Betriebskosten und ein kontinuierliches Wachstum des Luftverkehrs dazu beitragen das Überschallsegment weiterentwickeln.
