Chinas neues Überschall-UAV übertrifft US-amerikanischen F-22-Kampfjet

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Laut SCMP verfügt Chinas neues Überschall-Drohnenfahrzeug (UAV) im Unterschallflug über ein Auftriebs-Luftwiderstands-Verhältnis von 8,4. Obwohl es nicht zu hoch ist, liegt es auf Augenhöhe mit dem F-22 Raptor, dem modernsten Kampfjet des US-Militärs.

Das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand ist ein wichtiger Parameter zur Messung der aerodynamischen Effizienz. Je höher dieser Wert, desto besser kann das Flugzeug der Schwerkraft widerstehen und desto größere Entfernungen kann es zurücklegen.

Chinas Überschall-UAV erweist sich bei Tests als dem US-amerikanischen F-22 Raptor überlegen. (Foto: EPA-EPE)

Fast 20 Jahre nach ihrer Einführung ist die Technologie hinter dem F-22 Raptor immer noch ein Geheimnis. William Oehlschlager, leitender Luft- und Raumfahrtingenieur bei der US-Luftfahrtbehörde FAA, sagte in einer Präsentation an der Virginia Tech University, dass die F-22 ein maximales Auftriebs-Widerstands-Verhältnis von 8,4 erreichen könne. Allerdings ist der Luftwiderstand umso größer, je schneller das Flugzeug fliegt. Bei 1,5-facher Schallgeschwindigkeit sinkt das Auftriebs-Luftwiderstands-Verhältnis der F-22 auf etwa 4.

Unterdessen kann Chinas neues Hyperschall-UAV selbst bei Fluggeschwindigkeiten von sechsfacher Schallgeschwindigkeit ein Auftriebs-Luftwiderstands-Verhältnis von über 4 aufrechterhalten und weist damit eine bessere aerodynamische Effizienz als die F-22 auf.

Diese Leistung ermöglicht es UAVs, auch bei dünner Luft in großen Höhen flexibel zu operieren, was eine Herausforderung für Raketenabwehrsysteme darstellt, die auf der Vorhersage von Flugbahnen beruhen.

„Bisher basierten die aerodynamischen Parameter von Chinas Hyperschallflugzeugen hauptsächlich auf theoretischen Modellen. Dieses Mal wurden die Daten jedoch durch Windkanaltests unter realen Bedingungen gewonnen“, sagte Zhang Chenan, Aerodynamikexperte am Institut für Mechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften .

Die experimentellen Ergebnisse des von Herrn Zhang geleiteten Forschungsteams wurden am 23. Februar in der von Experten begutachteten chinesischen Fachzeitschrift Acta Mechanica Sinica veröffentlicht.

Das Team von Herrn Zhang hat das Modell der neuen Drohne nicht enthüllt, aber es weist eine starke Ähnlichkeit mit dem 2019 angekündigten Hyperschallflugzeug MD-22 auf.

Die MD-22 wurde vom Guangdong Aerospace Science and Industry Research Institute unter dem Institut für Mechanik entwickelt und ist ein wiederverwendbarer Teststand für Hyperschall-Flugtechnologie für Anwendungen im erdnahen Weltraum, der eine ultragroße Reichweite und hohe Manövrierfähigkeit bietet.

Dieses unbemannte Luftfahrzeug kann eine Nutzlast von 600 kg mit Geschwindigkeiten von bis zu Mach 7 über eine Entfernung von 8.000 km transportieren, was der Entfernung zwischen dem chinesischen Festland und den kontinentalen Vereinigten Staaten entspricht.

Die MD-22 wiegt lediglich vier Tonnen und kann mit einem Turbofan-Triebwerk von der Startbahn eines Flughafens abheben oder senkrecht von einer Raketenabschussrampe gestartet werden. Es hält Überlastungen bis zum 6-fachen der Schwerkraft bei Hochgeschwindigkeitskurven stand.

Das neue UAV-Modell, das vom Expertenteam um Zhang beschrieben wird, ist über 12 Meter lang und hat eine Flügelspannweite von fast 6 Metern, also deutlich größer als die MD-22. Seine aerodynamische Struktur mit drei aus dem Heck herausragenden Motorräumen blieb jedoch nahezu unverändert.

Chinesische Wissenschaftler und Ingenieure hätten Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand, der Stabilität, dem Wärmeschutz und der Nutzlastintegration bewältigt und so die „technische Anwendbarkeit“ der Technologie erreicht, heißt es in dem Bericht. Ihre zukünftigen Ziele sind die Kostensenkung sowie die Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Radar-Tarnkappenleistung, um den Übergang von der Funktion zur praktischen Nutzbarkeit schrittweise zu vollziehen.

Das aerodynamische Design spielt eine entscheidende Rolle für den Erfolg oder Misserfolg eines Hyperschallfahrzeugprojekts. Das US-Überschallflugzeug HTV-2 stürzte aufgrund von Instabilität während des Hochgeschwindigkeitsfluges zweimal ab, was die NASA dazu zwang, das Projekt einzustellen. China hat jedoch die Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet kontinuierlich unterstützt und im Laufe der Jahre zahlreiche Testflüge durchgeführt.

Hua Yu (Quelle: SCMP)

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