Lockheed Martin X-59

Die Lockheed Martin X-59 QueSST (für „Quiet Supersonic Transport“) ist ein von der NASA beauftragter und im Bau befindlicher Technologieerprobungsträger zur Entwicklung eines leisen überschallschnellen Passagierflugzeugs.

X-59
Low-Boom Flight Demonstrator
Typ	Experimentalflugzeug
Entwurfsland	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Hersteller	Lockheed Martin
Erstflug	nach 2023

Geschichte

Im Februar 2016 schloss die NASA mit Lockheed Martin einen ersten Vertrag zur Entwicklung eines Überschall-Versuchsflugzeugs. Das Auftragsvolumen für das Projekt umfasst 247,5 Millionen Dollar. Für die NASA ist die X-59 das erste bemannte Erprobungsflugzeug der X-Reihe seit über dreißig Jahren.

Ziel des Low Boom Flight Demonstrator ist die empirische Bestätigung von Computerberechnungen zu Überschallreiseflügen über Land und deren Schallpegeln. Die X-59 soll gemäß Auftrag auch gezielt Gemeinwesen in den USA im Überschallflug überfliegen zur Erhebung der öffentlichen Meinung. Diese Daten sollen den Flugaufsichtsbehörden der USA sowie weiterer Länder zur Verfügung gestellt werden. Anstelle eines lauten Überschallknalls soll am Boden weniger als 75 Dezibel oder nicht mehr als ein Geräusch vergleichbar mit dem Zuschlagen einer Autotür ankommen. Für Messungen der Schockwellen der X-59 in der Luft ist eine McDonnell Douglas F-15 der NASA vorgesehen. Sie muss dazu in exakt vordefinierten Abständen zur X-59 fliegen. Unter umgekehrten Vorzeichen waren im Jahr 1964 ähnliche Messflüge zur Erhebung der Lärm-Toleranz der Bevölkerung unternommen worden. Über Oklahoma City waren im Auftrag der Federal Aviation Agency ab 3. Februar täglich 8 Überschallflüge über der Stadt durchgeführt worden. Diese insgesamt 1.253 Flüge der Air Force fanden frühestens um 7 Uhr morgens statt und endeten am Nachmittag. Laut Befragungen hätten sich 73 oder 75 Prozent der Befragten an acht Flüge pro Tag gewöhnen können. Ziviler Überschallflug über den USA wurde 1973 trotzdem verboten.

Im Herbst 2019 fand ein Critical Design Review statt, der die Gültigkeit der Annahmen des Entwurfes bestätigte, worauf im Dezember 2019 die Endmontage freigegeben wurde. Im Januar 2020 veröffentlichte die NASA ein Foto, das die Flügelstruktur des Flugzeugs in ihrem Montagerahmen zeigte und im Dezember wurde der Flügel beplankt. Ende August 2020 war die Lieferung von zwei Triebwerken durch General Electric erfolgt. Für Windkanal-Tests wurde im Dezember 2020 eine Vereinbarung mit der Japan Aerospace Exploration Agency getroffen. Die Daten aus den Windkanaltests sollen auf diese Weise verglichen werden. Die Grundstruktur des Rumpfes wurde im Juni 2021 im sogenannten Skunk Works von Lockheed Martin in Palmdale, Kalifornien fertiggestellt. Im November 2021 gab Lockheed den Abschluss der Montage in Palmdale, Kalifornien bekannt. Der Transport nach Fort Worth in Texas für den Einbau des Triebwerks und für Belastungstests erfolgte im Dezember 2021, am 18. April 2022 war das Flugzeug zurück in Kalifornien und im Juni 2023 wurde das fertig montierte Flugzeug für Bodentests aus der Produktionshalle gezogen.

Ab 2025 sind dann zahlreiche Testflüge über bewohntem Gebiet in der USA geplant.

Konstruktion

Dreiseitenansicht

Neu an der X-59 ist vor allem die Form der Tragfläche und alle weiteren Einzelheiten zur Vermeidung von Stoßwellen. Zur Kosteneinsparung verwendet das Flugzeug das Fahrwerk der General Dynamics F-16, das Cockpit der Northrop T-38 und das Lebenserhaltungssystem der F-15. Die Hauptstruktur besteht aus Aluminium. Für die Ruder und die Tragflächenbeplankungen werden Verbundwerkstoffe verwendet und Titan in den Hochtemperaturbereichen des Leitwerks.

Der Vermeidung von Schock- oder Stoßwellen an der Nase dient der extrem lange Vorderrumpf. Eine Cockpithaube würde ebenfalls starke Stoßwellen erzeugen. Darum ragt das Cockpit der X-59 nicht über den Vorderrumpf hinaus. Neben den Fenstern mit Blick nach den Seiten und oben bietet das Cockpit dem Piloten für die Sicht nach vorn eine „virtuelle Frontscheibe“: Das Außenbild wird dabei von einem Kamera- und Anzeigesystem ins Cockpit übertragen („eXternal Vision System“ [XVS]).

Die Minimierung der Schockwellen ist auch abhängig von der Form der Flügel. Die Oberfläche der Tragflächen mit ihrer ausgeklügelten Lastverteilung sollte sich darum unter der Belastung während des Fluges nicht ändern und damit stets Wellen gegen unten vermeiden. Zum selben Zweck sind auch alle außenseitigen aerodynamischen Störungen auf der Oberseite des Flugzeugs angeordnet. Auch der Lufteinlauf des Triebwerks und das System für den Kabinendruck, die -temperatur und Luftverteilung befinden sich beide zwecks Abschirmung von Schockwellen oberhalb des Flügels. Unter dem Triebwerksauslass soll eine verlängerte Struktur des Unterrumpfes („aft deck“) die Ausbreitung von Wellen nach unten abschirmen.

Der Nachteil des kompromisslosen Designs der X-59 ist neben der schlechten Sicht nach vorn ein hoher Anstellwinkel bei Start und Landung. Die ganze computerberechnete lärmvermeidende Formgebung der X-59 erfordert sehr hohe Bauqualität.

Technische Daten

Kenngröße	Daten (geplant)
Länge	96,7 ft (29,5 m)
Spannweite	29,5 ft (9 m)
Höhe	14 ft (4,3 m)
Startmasse	32.300 lb (ca. 14.700 kg)
Höchstgeschwindigkeit	Mach 1,5 bzw. 990 mph (ca. 1.590 km/h)
Reisegeschwindigkeit	Mach 1,42 bzw. 940 mph (ca. 1.510 km/h) in 55.000 ft (ca. 16.800 m)
Triebwerk	ein General Electric F414

Siehe auch

• Shaped Sonic Boom Demonstration
• Liste von Flugzeugtypen
• X-Flugzeuge der Vereinigten Staaten

Weblinks

Commons: Lockheed Martin X-59 QueSST – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• X-59. In: Products. Lockheed Martin, abgerufen am 5. März 2023 (englisch, Produktseite der X-59): „One Step Closer to Flight: Critical Testing“ 

Einzelnachweise

1. Patrick Hoeveler: NASA verschiebt X-59-Erstflug. In: flugrevue.de. 13. Oktober 2023, abgerufen am 16. Oktober 2023. 
2. Jim Banke: New NASA X-Plane Construction Begins Now. NASA, 3. April 2018, abgerufen am 19. Dezember 2019 (englisch): „The new X-plane’s mission: provide crucial data that could enable commercial supersonic passenger air travel over land.“ 
3. Jim Banke: NASA Moves to Begin Historic New Era of X-Plane Research. NASA, 22. April 2016, archiviert vom Original am 27. Februar 2017; abgerufen am 19. November 2021 (englisch): „QueSST aims to fix something the X-1 first introduced to the flying world nearly 70 years ago – the publicly annoying loud sonic boom.“ 
4. NASA and Lockheed to begin X-59 supersonic jet tests in 2021, Flightglobal, 8. Juni 2020
5. NASA’s X-59 Quiet Supersonic Research Aircraft Cleared for Final Assembly, NASA Mitteilung, 16. Dezember 2019
6. Gelingt der Mauerfall aufs Neue?, Flugrevue, 13. Februar 2021: „das erste bemannte X-Flugzeug seit mehr als 30 Jahren“
7. Production of NASA’s new X-59 supersonic jet continues amid coronavirus outbreak, space.com, 30. März 2020
8. Flugtests mit der X-59 im nächsten Jahr, Cockpit, 9. Juni 2020
9. Low-Boom Flight Demonstration Overview, NASA: „The Low-boom Flight Demonstration mission has two goals: 1) design and build a piloted, large-scale supersonic X-plane with technology that reduces the loudness of a sonic boom to that of a gentle thump; and 2) fly the X-plane over select U.S. communities to gather data on human responses to the low-boom flights and deliver that data set to U.S. and international regulators.“
10. Perfecting Alignment: NASA Tests System for Aircraft Positioning in Supersonic Flight, NASA, 19. Mai 2021
11. The New Supersonic Boom Aeronautical engineers strive for a fresh start two decades after Concorde’s demise, spectrum, 16. August 2021
12. Boom and Bust, slate.com, 29. Juli 2014
13. Lillian Gipson: X-59 QueSST Wing Assembly. NASA, 21. Januar 2020, abgerufen am 21. Januar 2020 (englisch): „[…] will fly for the first time in 2021“ 
14. GE ships two F414s to NASA as X-59 demonstrator progresses, flightglobal, 27. August 2020
15. NASA and JAXA to Work Together on Testing X-59 Model, NASA, 17. Februar 2021
16. Der leise Überschallflieger nimmt Gestalt an, aerotelegraph.com, 11. August 2021
17. Patrick Zwerger: Die X-59 QueSST rollt im Laufstall Richtung Erstflug. In: flugrevue.de. 10. Juli 2023, abgerufen am 19. Juli 2023. 
18. NASA’s X-59 Quiet Supersonic Test Jet Spotted On A Trailer Heading To Texas. 23. Dezember 2021
19. NASA’s X-59 quiet supersonic jet reaches major wing milestone, aero-mag, 15. Dezember 2020
20. NASA’s supersonic aircraft X-59 successfully completes its critical ground tests. 19. April 2022
21. Testing of X-59 Virtual Forward Window Successful, NASA, 26. August 2019
22. View of NASA’s X-59 Engine Inlet, NASA, 13. Mai 2021
23. Leiser NASA-Jet nimmt Form an, Flugrevue, 20. Januar 2020
24. Die Überschall-Blindschleiche, Flugrevue, 13. November 2021

Experimentalflugzeuge der USA

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