Wer war Chuck Yeager?

Intro, Urheber nicht benannt,, Public domain, via Wikimedia Commons Chuck Yeager neben dem Experimentalflugzeug Bell X-1 #1 Glamorous Glennis, U.S. Air Force photo, Public domain, via Wikimedia Commons

frühen Jahre

• Charles Elwood Yeager, geboren 13.02.1923 in Myra, West Virginia als zweites von fünf Kinder
• Eltern: Suzie Mae (geb. Sizemore) und Albert Hal Yeager
• der Name Yeager geht auf eine Lauttranskription des Familiennamens Jäger der Deutsch/Niederländische vorfahren zurück
• Seine Schwester Doris Anne wurde mit 2 Jahren von seinem Bruder beim spielen mit einer Pistole erschossen
• West Virginia ist vollständig von den Appalachen durchzogen (The Mountain State) und ist als strukturschwaches und durch relative Armut bekanntes Gebiet
• High School Abschluss 1941, jedoch kein Studium

  erster Kontakt zum Militär

• im Rahmen des Citizens Militars Trainings Camp 1939 und 1940
• Summercamp von 1921-1940 mit dem Ziel eines militärischen Basistrainings ohne in den aktiven Dienst zu wechseln (anders als bei der Nationalgarde)
• Zu Hoch-Zeiten des Programms nahmen etwa 40.000 Männer jährlich teil
• Die Teilnehmer konnten durch die Absolvierung von vier aufeinander folgenden Sommerkursen (Basic, Red, White, and Blue) eine Reservebefähigung als Second Lieutenant erhalten
• Nur 5000 dieser Befähigungen wurden in der Programlaufzeit vergeben, die Camps galten damit als Misserfolg
• Berühmte Teilnehmer: Harry S. Truman (33. Präsident), Ronald Reagan (40. Präsident), Walter S. McIlhenny (Präsident der Firma die Tabasco Sauce herstellt, Name ist immer noch im Logo)

  zweiter Weltkrieg

• Yeager meldete sich am 12.09.1941 freiwillig als Gefreiter bei der Air Force
• Aufgrund seines Alters und seine Bildung (er hatte nicht studiert) war er zunächst für die Flugausbildung nicht geeignet
• Nach dem Eintritt in den zweiten Weltkrieg wurde allerdings die Rekrutierungspolitik geändert
• Yeager soll außergewöhnlich gute Augen gehabt haben
• es wird gesagt, dass er bei seinem ersten Flug luftkrank wurde
• während der Ausbildung erhielt er 7 Tage Flugverbot weil er während eines Fluges den Baum eines Landwirtes umgestoßen hatte
• Im Dezember 1943 wurde seine Gruppe nach Großbritannien verlegt
• Seine Mustangs P-51 bezeichnete er nach seiner Freundin “Glamorous Glen I-III” (Bezaubernde Glen) Mustang P-51 Glamorous Glen III, U.S. Air Force, Public domain, via Wikimedia Commons
• bei seiner 8. Mission wurde er über Frankreich am 05. März 1944 abgeschossen, er überlebte und konnte am 30. März mit Hilfe der Resistance nach Spanien entkommen (Spanien war offiziell neutral)
• Während der Zeit in Frankreich half er der Resistance bomben zu bauen, dies hatte er von seinem Vater gelernt
• am 15. Mai kehrte er zurück nach GB
• normalerweise war es abgeschossenen Piloten die zurückkehrten nicht mehr erlaubt zu fliegen, da bei einem weiterem Abschuss und Gefangennahme die Gefahr bestand Informationen über den Widerstand preis zu geben.
• Nach dem D-Day gelang es him jedoch zusammen mit einem weiteren Piloten General Dwight D. Eisenhower zu überzeugen diese Regel nicht mehr anzuwenden, da der Widerstand nach der Landung in der Normandie nicht mehr verdeckt arbeitete
• Neben fünf Abschüssen in einem Einsatz bei dem er zwei Maschinen zum Absturz brachte ohne einen Schuss abzugeben gelang ihm auch einer der ersten Luftsiege einer Me 262 (während des Landeanfluges)
• Über die Tiefflugangriffe zur Demoralisierung der Zivilbevölkerung sagt er später: “I’m certainly not proud of that particular strafing mission against civilians. But it is there, on the record and in my memory”
• Während des Briefings zu einer solchen Mission soll er zu einem Kammraden gesagt haben: “If we are going to do things like this, we sure as hell better make sure we are on the winning side”

Flug durch die Schallmauer

• Yeager blieb bei der Air Force (damals noch US Army Air Force) und wurde Testpilot auf dem Muroc Army Air Field (heute bekannt als Edwards Air Force Base, Erstlandung des Space Shuttle)
• Im Rahmen eines Forschungsprograms war er mit weiteren Piloten an der Flugerprobung der Bell X-1 beteiligt
• Nachdem der Testpilot des Herstellers Bell: Chalmers Goodlin eine Gefahrenzulage von $150.000 (heutig Kaufkraft etwa 1,8 Mio $) und zusätzlich eine Extrazulage für jede Minute über Mach 0,85 verlangte wurde Yeager für den Mach 1 Flug vorgesehen
• am 14.Oktober 1947 wurde mit der Bell X-1 die Machzahl 1,06 erreicht
• Er war nicht der 1. Mensch der schneller als der Schall flog. Aber die vorherigen Flüge waren im Sturzflug oder aber ohne offizielle Messung
• angeblich soll auch die ME 262 Überschallgeschwindigkeit erreicht haben, dies ist jedoch zu bezweifeln. Bereits Messerschmitt hatte berichtet, dass die größte Machzahl bei der ein Abfangen noch möglich war 0,86 wäre. Darüber hinaus wird das Flugzeug zu kopflastig. Diese Aussage wurde mit Windkanalversuchen nach dem Krieg bestätigt.

Bell X-1, Nr. 6062, die erste für die US Air Force gebaute Maschine, mit der Chuck Yeager die Schallmauer durchbrach. NASA, Public domain, via Wikimedia Commons

• Yeager flog mit zwei gebrochenen Rippen, er hatte zwei Tage vor dem Flug einen Reitunfall. Aus Angst nicht fliegen zu dürfen wurde dieser geheim gehalten.
• Aufgrund der Rippenschmerzen war es ihm nicht möglich die Kabine der X-1 wie vorgesehen zu schließen, ein befreundeter Pilot bastelte ihm aus einem abgesägten Besenstiel eine Verlängerung mit der es ihm trotzdem möglich war.
• der Flug wurde erst ein halbes Jahr später offiziell bestätigt, auch über Funk durfte während des Fluges keine Nachricht abgesetzt werden. Yeager um gang den Befehl “Irgendwas stimmt nicht mit diesem Mach-Meter, es spinnt komplett.”

Bell X1

Bell X1 Cockpitinstrumente, Smithsonian National Air and Space Museum, NASM Original Photography, NASM Acc. 2012-0026. CC0

• die XS-1 wurde im Rahmen eines Kooperationsprogramms entwickelt, das 1944 vom National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) und den U.S. Army Air Forces (später U.S. Air Force) initiiert worden war.
• Bell Aircraft baute drei raketengetriebene X-1-Flugzeuge.
• Yeager flog bei seinem Überschallflug die X-1 #1 die er wieder Glamorous Glennis nannte (nach seiner mittlerweile Ehefrau)
• Obwohl das Flugzeug eigenstartfähig war wurde es von einem B-29 Bomber im Bombenschacht auf 6000 Meter höhe gebracht und ausgeklinkt
• die 4 Raketentriebwerke wurde mit Alkohol und Sauerstoff betrieben, der Treibstoff mit Stickstoffdruck in die Brennkammer gefördert, erst in späteren Version erfolgte der Einsatz von Turbopumpen
• die Bell X-1 #2 wurde an die NACA übergeben und zur Bell X-1E umgebaut (neue Flügel, Turbopumpen für den Kraftstoff, andere Cockpitscheiben)
• die Bell X-1 #3 wurde am Boden zerstört nachdem sie nur einen Gleitflug absolvierte
• mit der Bell X-1A wurde bereits eine Geschwindigkeit von Mach 2,4 erflogen.
• Der Rumpf war einer Maschinengewehrkugel nachempfunden, man wusste das diese Gewehrkugeln im Überschallflug stabil blieben.
• Die Höchstgeschwindigkeit der X-1 #1 war Mach 1,45
• Die Flugerprobung der ersten Variante wurde bis Mitte 1950 fortgesetzt, wobei insgesamt neunzehn Demonstrationsflüge für Auftragnehmer und neunundfünfzig Testflüge für die Air Force absolviert wurden. Instrumententafel mit Chuck Yeagers Autogrammen,Smithsonian National Air and Space Museum, NASM Original Photography, NASM Acc. 2012-0026. CC0

Warum ist schneller als der Schall Fliegen eine Herausforderung?

Schallmauer

Entstehung des Machschen Kegels, Stoßwelle in blau, Zykure, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

• Bewegt sich ein Körper so wird die umgebene Luft durch den Körper verdrängt. Die Verdrängung bewirkt wiederum eine Druckänderung in der Luft. (vgl. Dickengeräusch)
• Diese Druckänderung pflanzen sich mit der Schallgeschwindigkeit fort
• nähert sich der Körper nun der Schallgeschwindigkeit an, so werden diese Druckänderungen “eingeholt”, es bildet sich eine Wellenfront
• Der “Luftwiderstand” genauer ein Anteil des Luftwiderstandes (Wellenwiderstand) wird bei Annäherung der “Schallmauer” schnell größer und fällt erst ab Mach 1 wieder ab
• für das “durchbrechen” der Schallmauer ist eine hohe Antriebsleistung nötig
• lokal kann die Umströmung die Schallgeschwindigkeit schon eher erreichen (ME 262)
• Theoretisch kann im Überschallflug ein Pilot der vor den Triebwerken sitzt die Triebwerksgeräusche nicht mehr hören
• In der Praxis werden die Geräusche über die Struktur in den Innenraum übertragen
• Der Machsche Kegel wird als Überschallknall wahrgenommen (Doppelknall)

Aerodynamik

• Fundamentale Eigenschaften und Auslegungsaspekte ändern sich im Überschallflug
• Der Neutralpunkt eines Profils verschiebt sich von t/4 auf t/2
• Für eine Unterschallströmung ist eine “Tropfenform” mit großen Radien vorteilhaft, für eine Überschallströmung sind hingegen scharfe Kanten gut.
• Durch Strömungsablösungen kann die Wirkung der Steuerflächen ausfallen, bei der X-1 verlor das Höhenruder ab Mach 0,94 seine Wirkung weil es nicht mehr genügend angeströmt wurde
• Der Wellenwiderstand der Flügel kann durch eine Pfeilung reduziert werden. Die X-1 hatte noch keine Pfeilflügel. Gepfeilte Flügel sind allerdings anfälliger für Roll-Gier-Schwingungen und erzeugen bei niedrigen Geschwindigkeiten (Landung) weniger Auftrieb bei gleichem Anstellwinkel

Thermodynamik

• die Überschallluftströmung kann hohe Temperaturen erzeugen
• Bestimmte Aluminiumlegierungen verlieren bereits bei relativ niedrigen Temperaturen einen Teil ihrer Festigkeit, auch bei Kunstoffen
• Wärmedehnung: Concorde dehnte sich um bis zu 25cm, die Kabine muss trotz -50° Außentemperatur aktiv gekühlt werden, die Fenster fühlen sich deutlich warm an

Zivile Luftfahrt

Concorde

Concorde der British Airways, Eduard Marmet, CC BY-SA 3.0 GFDL 1.2, via Wikimedia Commons

• Cooperationsprojekt zwischen Air France und British Airways
• Erstflug 02.03.1969
• Mach 2,23 im Reiseflug, ursprünglich war Mach 2,7 geplant wurde aufgrund der Erwärmung jedoch verworfen
• Delta Flüge erfordern einen hohen Anstellwinkel bei Start und Landung, daher ließ sich die Nase und ein Windschild absenken, damit die Piloten noch die Landebahn sehen konnten
• Vier Triebwerke mit Nachbrenner, enormer Kerosinverbrauch
• Die Concorde und die TU-144 sind die einzigen Supercruise fähigen Flugzeuge
• Die Concorde erhöhte aus diesen Lärmgründen die Fluggeschwindigkeit im Normalfall nur über unbewohntem Gebiet (in der Regel über dem offenen Meer) auf Überschall. Eine Besonderheit stellt deswegen auch der Flug einer Concorde 1986 von Paris nach Leipzig dar. Vom Drehfunkfeuer (VOR) Trent auf Rügen bis zum VOR Fürstenwalde flog die Maschine mit Überschall über das Gebiet der DDR. Die DDR führte Lärmmessungen durch und übermittelte die Ergebnisse an die französische Seite.
• Einstellung des Dienstes nach Unfall am 25.07.2000 durch FOD, obwohl die Ermittlungen nahe legten das ein ähnlich Unfall auch bei anderen Typen möglich wäre
• pro Passagierkilometer extrem hohe Betriebskosten vom 2,5fachen einer 747
• letzter Flug 26.11.2003

Boom Overture

• Revival des Passagierüberschallfluges durch das Unternehmen Boom Technology?
• derzeitige Planung Mach 1,7 bei 65-88 Passagieren, mit Turbofan Triebwerken ohne Nachbrenner
• Eurofighter hat ein Triebwerk, dass ohne Nachbrenner überschallfähig ist.
• Ob ein ähnliches Triebwerk einsetzbar ist, ist jedoch fraglich, der Triebwerkshersteller Rolls-Royce hat sich aus der Entwicklung zurückgezogen.

Nochmal Chuck Yeager zum Abschluss

• weitere Zahlreiche Geschwindigkeits- und Höhenrekorde
• erster amerikanischer Pilot der eine MiG-15 flog mit der sich ein Nordkoreaner nach Südkorea abgesetzt hat
• zahlreiche weitere Kampfeinsätze im Koreakrieg
• Ausscheiden am 1.03.1975 als Brigadegeneral
• Enorme Bekanntheit, Vermarktung von Elektronic Arts, Chuck Yeagers advanced Flight Trainer
• dem ersten Teil lag eine Audiokassette mit Yeagers Stimme bei die durch die Missionen führte

Urheberechtlicher Hinweis:

Die Episode
Mensa Talk - Chuck Yeager -Schneller als sein Schall von Stefan Baehr
ist lizenziert unter der CC-BY-SA 4.0

Video