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Erich Moechel

USA starten Aufholjagd bei Hyperschallraketen

Für 2020 und die kommenden Jahre sind Milliarden budgetiert, um den enormen Vorsprung Russlands aufzuholen. Die erste US-Hyperschallwaffe kann frühestens in zwei Jahren fertig entwickelt sein.

Von Erich Moechel

Die USA machen sich daran, den großen Rückstand auf Russland bei der Entwicklung von Hyperschallwaffen aufzuholen. Das Pentagon hat für das Fiskaljahr 2020 und danach jeweils Milliardensummen budgetiert, um Cruise Missiles und sogenannte „Ѕpace Glider“ zu entwickeln. Das geht aus einem neuen Bericht des Forschungskomitees im US-Kongress vom Mittwoch hervor.

Während die USA noch mit der Erforschung der Grundlagen beschäftigt sind, führt Russland seine Tests mittlerweile schon unter Gefechtsbedingungen durch. Laut TASS absolviert die Fregatte „Admiral Gorschkow“ bereits seit Jahresanfang Zielübungen mit dem Zirkon-Marschflugkörper in der Barentssee. Danach ist eine Serie von Testabschüssen von Atom-U-Booten geplant.

Raketen

Lockheed Martin

Das ist der von Lockheed Martin seit 2018 entwickelte Prototyp AGM-183A ARRW („Air-Launched Rapid Response Weapon“), eine Hyperschallrakete, die im Juni 2019 von einem strategischen B-52 Bomber abgefeuert wurde. Ergebnisse des Tests sind nicht bekannt. Im Titelbild (ganz oben) ist eine russische Zirkon, die Bildmontage stammt jedoch von der US Air Force.

Ernüchternde Studien in den USA

Die USA haben die Materialfrage bei Hyperschallwaffen noch nicht gelöst. Dabei geht es um eine geeignete Legierung für Außenhülle und Leitwerk, die Temperaturen von 3.000 Grad widersteht.

Am Montag gab das Pentagon den Startschuss für eine groß angelegte Studie bekannt, die über alle Industriebranchen und Forschungseinrichten gehen soll. Ziel der Studie ist es herauszufinden, welche Poduktionskapazitäten für die benötigten speziellen Materialien und Komponenten überhaupt in den USA zur Verfügung stehen. Zwei kleinere Studien der US-Streitkräfte in den vergangenen beiden Jahren hatten hier schon sehr ernüchternde Erkenntnisse vorgelegt.

Den USA mangelt es nicht nur an Design-Knowhow für Flugvehikel, die mit fünf bis zehnfacher Schallgeschwindigkeit in einer heißen Plasmawolke auf ihr Ziel zurasen. Es fehlt offenbar an Physikern, nämlich an Spezialisten für Hochgeschwindigkeits-Strömungstechnik, Aerothermodynamik und verwandte Felder. Zudem werden nicht wenige solcher Materialien, die in Frage kommen - wie etwa hitzebeständige Karbonverbindungen oder metallkeramische Legierungen - derzeit aus China bezogen. Dort ist man ebenfalls drauf und dran, die USA bei der Entwicklung von Hyperschallwaffen zu überholen.

Raketen

Lockheed Martin

So soll das Hyperschallgeschoß von Lockheed Martin aussehen, wenn es in den Sturzflug übergeht. Vorne ist bereits die Spitze des darin enthaltenen Gliders zu sehen. Dieses Geschoss ist offensichtlich eine Mischform aus den beiden bis jetzt gängigen Typen (siehe unten). Wie bei all diesen Darstellungen handelt es sich um eine Montage, die stammt von Lockheed Martin.

USA forschen, Feldtests in Russland

Auch Europa ist mit einer neuen europäischen „Space Force“ in den globalen Rüstungswettlauf um Hyperschallwaffen eingestiegen.

Die weitaus meisten Entwicklungsgelder für den Hyperschallbereich wurden bis jetzt von Lockheed Martin lukriert, nämlich 3,5 Milliarden Dollar. In Huntington, Alabama wird seit Herbst ein eigener Gebäudekomplex für Hochgeschwingkeitstechnik aus dem Boden gestampft. Dort wird Lockheed Martin vier verschienene Typen von Hyperschallwaffen für die Air Force und Navy entwickeln. Im Wesentlichen werden das ein sogannter „Glider“ und drei Typen von schnellen Marschflugkörpern sein, die von hochfliegenden Bombern in 20 km Höhe gestartet werden.

Nach dem Abschuss wird durch ein Feststoff-Raketentriebwerk beschleunigt, das nach dem Ausbrennen abgeworfen wird. Am Ende rast ein keilförmiges Objekt mit fünf- bis achtfacher Schallgeschwindigkeit in Richtung Ziel. So ein Gerät ist auch die russischen Zirkon, die zu Jahresbeginn von der Admiral Gorschkow auf ein landbasiertes Ziel in der Kamtschatka geschossen wurde. Die Zirkon wurde für die russische Kriegsmarine entwickelt und hat eine Reichweite von etwa 500 Kilometern.

Wie die USA seit Ende 2018 im Hyperschallbereich von Russland weit abgehängt wurden in fünf ausführlichen Artikeln.

Scramjets und Glider

Abgefeuert wurde der Zirkon-Flugkörper aus demselben Typ von Schacht, von dem auch die konventionellen Marschflugkörper des Typs Kalibr gestartet werden, die zur Standardbewaffnung russischer Korvetten gehören. Mit Raketenantrieb ging es die ersten Kilometer weit hinauf und dann wieder steil hinunter bis die nötige Geschwindigkeit von mehr als vier Mach erreicht war. Ab da sprang der „Nachbrenner“ an, in diesem Fall ist das ein Staustrahltriebwerk mit Wasserstoffeinspritzung. Diese „Scramjet Engine“ katapultiert den Gefechtskopf dann auf achtfache Schallgeschwindigkeit, also rund 10.000 km/h.

Jobanzeigen

Indeed.com Screenshot

In der US-Jobbörse Indeed.com sind unter dem Stichwort „hypersonic“ fast 500 teils hochkarätige Angebote an Techniker und Führungspersonal gelistet.

Die USA verfügen nach eigenen Angaben bis jetzt nicht über Scramjet-Triebwerke, deshalb griff man für die Entwicklung des ersten flugtauglichen Hyperschallvehikels zu einem Kompromiss. Der Gefechtskopf in diesem Projektil von Lockheed Martin ist ein sogenannter „Glider“, der sehr steil und in große Höhen abgefeuert werden muss, um die nötige Geschwindigkeit beim Herabstürzen zu erreichen. Russland beherrscht diese Technik bereits, benützt dafür aber leistungsfähige Interkontinentalraketen, die den Gefechtskopf über 100 Kilometer weit ins All tragen.

Über die (Nicht)Verfügbarkeit

Im Hyperschallbereich zeigt sich für die US-Militärs nun dieselbe Problematik im Ingenieurswesen, die 2018 schon in der Elektronikfertigung konstatiert worden war.

Der russische „Avantgard“-Gefechtskopf wird allgemein auf rund eine Tonne oder etwas mehr geschätzt. Nach russichen Angaben ist er beim ersten Test, der bekanngegeben wurde, mit einer Endgeschwindigkeit von 27 Mach [!] auf der Kamtschatka eingeschlagen. Der erste nun in den USA entwickelte Glider nimmt sich dagegen kümmerlich aus, er wiegt weniger als die Hälfte und kommt auch weit weniger hoch hinaus. Das heißt, die beim Einschlag freigesetzte Energie - die eine Funktion aus Masse, Geschwindigkeit und Erdanziehungskraft ist - kann nur einen Bruchteil jener kinetischen Energie betragen, die beim Aufschlag des Avantgard-Gleiters frei wird.

Der wichtigste Unterschied ist allerdings die Verfügbarkeit. Die beiden russischen Systeme werden bereits laufend Feldtests unterzogen und die Erkenntnisse daraus werden zur Optimierung eingesetzt. Das erste US-System dürfte erst nach 2022 soweit sein, dass eine Serienproduktion überhaupt in Erwägung gezogen werden kann.

Was danach kommt

Hinter den Kulissen arbeitet man dort allerdings bereits an einem weiteren System nach einem Konzept, das dem russischen Ansatz ziemlich ähneln dürfte. Auch dabei werden als Träger herkömmliche Interkontinentalraketen eingesetzt, über die beide Seiten in hinreichender Zahl verfügen. Mehr darüber folgt im nächsten Teil, sobald die dafür nötige Recherche sozusagen im Kasten ist.

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