Die X-Planes – Aufbruch der NASA zu neuen Ufern

Sie haben mit der X-1 als erste die Schallmauer durchbrochen, sie sind mit der X-5 als erste mit Schwenkflügeln geflogen, haben dann mit der X-15 immer größere Flughöhen von bis über 100.000 Meter erreicht und die X-15 hält bis heute den Rekord des schnellsten bemannten Fluges – Mach 6,7 (7.274 km/h) im Jahr 1967. Andere Maschinen testeten exotische Metalllegierungen oder ungewöhnliche Aerodynamik- und Antriebskonzepte.

Alle diese Pionierflugzeuge waren sogenannte X-Planes. Dieser Begriff für Experimentalflugzeuge und Flugversuchsvehikel der NASA hat für viele in der Branche einen fast magischen Klang, ruft er doch sofort glorreiche Erinnerungen wach. Der Zweite Weltkrieg war gerade vorbei, die NASA als nationale Luft- und Raumfahrtorganisation der USA gab es noch nicht, aber schon 1946 führten zwei Versuchsflugzeuge des Typs XS-1 (später umbenannt in X-1) über dem Muroc Army Airfield (heute Edwards Air Force Base) in Kalifornien Testflüge durch.

Chuck Yeager legte den Grundstein für Amerikas Vormachtstellung

Unter der Regie der NASA-Vorgängerin NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) fanden hier fliegerische Pioniertaten statt, die bisherige Grenzen überschreiten sollten. Das geschah am 14. Oktober 1947, als Testpilot Chuck Yeager im X-1-Raketenflugzeug erstmals die Schallmauer durchbrach. Aus der X-1 wurde über Jahrzehnte eine höchst illustre Ahnengalerie aus bis dato 72 X-Planes, die oft allerdings gar keine Flugzeuge waren und manchmal nicht einmal abhoben.

Die Forschungstechniken aus dem X-1-Programm stecken bis heute tief in der DNA aller X-Plane-Projekte, die damals angewandten Verfahren und auch das Personal bildeten die Grundlage für Amerikas Weltraumprogramm der 1960er Jahre. Schon in den 1940er Jahren entstand in den USA ein Programm für Experimentalflüge, eingerichtet von der NACA zusammen mit der US Air Force und der US Navy, später unter Federführung der NASA. Das Privileg, einem Forschungsprojekt die begehrte Auszeichnung „X-Plane“ zu verleihen, liegt bis heute bei der US Air Force – auch bei zivilen Projekten. Das US-Verteidigungsministerium hat genaue Kriterien, nach denen es solche Bezeichnungen vergibt. Und nicht alle Flugzeuge, deren Name mit einem X beginnt, sind auch tatsächlich ein X-Plane, so etwa gehörte der berühmte experimentelle Überschallbomber North American XB-70 Valkyrie in den 1960er Jahren nicht dazu.

Manche X-Planes schaffen es gar nicht bis zum Erstflug

X-Planes haben viele Gemeinsamkeiten: Üblicherweise ist es ihre Mission, Entwürfe und Technologien zu testen, die sich dann in andere Flugzeugdesigns übernehmen lassen. Sie dienen aber nicht als Prototypen für Serienflugzeuge und die Projekte gelingen auch nicht immer. Manche heben erst gar nicht ab. Wie das geplante Elektro-Versuchsflugzeug X-57 Maxwell, das die X-Plane-Klassifizierung 2016 erhielt und eigentlich noch 2023 zum Erstflug starten sollte. Nun aber wird das Programm eingestellt. Begründet wird das mit Sicherheitsbedenken, die sich innerhalb des vorgegebenen Zeitrahmens und Budgets nicht lösen ließen.

„Nicht zu fliegen fühlt sich nicht toll an“, sagte Bradley Flick, der Direktor des NASA Armstrong Flugversuchszentrums. „Trotz der Enttäuschung hat das Projekt der Industrie aber grundlegende Lerneffekte für den Elektroflug beschert“, so Flick. Sicherheit ist bei den X-Planes ein großes Thema, denn immer wieder bewegen sie sich derart an den Grenzen des Machbaren, dass es zu Unfällen kommt. Seit Programmbeginn 1946 gab es etwa 15 schwerere Unglücksfälle, vier Piloten kamen dabei ums Leben. Trotz dessen und auch trotz der Einstellung der X-57 herrscht aber gerade Aufbruchsstimmung, gibt es doch zwei sehr ambitionierte aktuelle X-Plane-Projekte.

Die Aufgabe der X-59: Zeigen dass Überschall auch leise geht

Vermutlich 2024 soll die Lockheed Martin X-59 QueSST (Quiet Supersonic Transport) zum ersten Flug starten. Der 29 Meter lange Einsitzer hat eine seltsame Form mit lang gestreckter, flacher Frontsektion wie ein Schnabeligel. Die X-59 soll aus einem einzigen Grund mit Mach 1,42 in maximal 16.800 Meter Höhe über bewohntem Gebiet fliegen: Um zu testen, ob die neue Flugzeugform dafür ausreicht, den Überschallknall so zu minimieren, dass er nur noch dem Zuschlagen einer Autotür gleicht. Und damit möglicherweise künftig die bisher verbotenen Überschallflüge über Land zu ermöglichen.

Erst im Juni 2023 erhielt das jüngste X-Plane-Projekt die Designierung X-66A, auf ihm ruhen große Hoffnungen für die Entwicklung künftiger Verkehrsflugzeuge. Im Rahmen ihres Programms für nachhaltige Flugdemonstration hatte die NASA Boeings Konzept der Transonic Truss-Braced Wing (TTBW) ausgewählt, zu Deutsch etwa „abgestrebter Flügel für den transsonischen Bereich“. Boeings Chief Technology Officer Todd Citron war begeistert: „Wir sind unglaublich stolz über diese Bezeichnung, weil das heißt, dass die X-66A das nächste in einer langen Folge von Experimentalflugzeugen sein wird, die genutzt wurden, um bahnbrechende Designs zu validieren, die die Luftfahrt verändert haben.“ Die X-66A unterscheidet sich von den anderen X-Planes der letzten knapp 80 Jahre, weil auf ihr die Produktion eines Verkehrsflugzeugs der nächsten Generation aufbauen soll und auf den Tests kommerzielle Erwartungen liegen. Den Mythos der X-Planes dürfte das, wenn es klappt, nur noch vergrößern.