Schneller als der Schall

Spätestens wenn eine Eurofighter-Alarmrotte ein unidentifiziertes Flugzeug im deutschen Luftraum erreichen muss, zeigt sich, dass Jetpiloten den Überschallflug beherrschen müssen. Warum es dabei knallt und was Insassen im Cockpit davon mitbekommen: Ein Kampfpilot erklärt die gewaltigen Kräfte.

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Hinter dem Überschallknall steckt ein physikalisches Phänomen. Die Schallwellen der Geräusche, die das Kampfflugzeug erzeugt, breiten sich in der Atmosphäre mit Schallgeschwindigkeit aus. Wenn ein Kampfflugzeug beschleunigt, nähert es sich dieser Schallgeschwindigkeit an. Beim Übergang von der Unter- zur Überschallgeschwindigkeit bilden sich am Flugzeug sogenannte Verdichtungsstöße. Diese sind charakteristisch für Überschallströmungen. Die Bewegungsenergie der anströmenden Luft verursacht neben Temperatur- und Druckänderungen auch Geräusche. Es entsteht ein lauter Knall, der als Stoßwelle das menschliche Ohr erreicht – der sogenannte Überschallknall. Dabei ist der Knall je nach Flughöhe und Fluglage unterschiedlich laut. Der am Flugzeug stark erhöhte Luftwiderstand wird dabei auch als Schallmauer bezeichnet. 

Ein Blick ins Badezimmer macht das Ganze anschaulich. Der Fluglehrer und Eurofighter-Pilot Chuck erklärt: „Wenn man zuhause den Wasserhahn aufdreht und das Wasser ins Waschbecken läuft, kann man eine kreisförmige Struktur in der Wasserströmung beobachten. Das ist der sogenannten Wechselsprung. Bei der Linie, ab der das Wasser schneller fließt als die Wellen, die sich über die Wasseroberfläche bewegen, sieht man eine scharfe Kante. Genau das entspricht physikalisch vergleichbar dem Übergang zwischen Unter- und Überschall. Die Strömung geht dabei sichtbar in einen anderen Zustand über.“

Pilot fliegt schneller als Knall

Den lauten Knall hören die Pilotinnen und Piloten im Cockpit nicht, da sie sich schneller als der Schall bewegen. Auch das Flugzeug macht sich beim Durchbrechen der Schallmauer heutzutage nicht mehr bemerkbar, bestätigt Chuck. Er ist damals noch die Northrop T-38C Talon geflogen – einen Überschall-Jet-Trainer. Dort habe es kleinere Komplikationen gegeben. „Da hat der Höhenmesser dann ein bisschen gesponnen.“ Beim Waffensystem Eurofighter sei das nicht mehr so. Die Computer würden alles herausrechnen, sodass der Pilot fast nichts mitbekäme. Für Chuck ändere sich „nur eine Zahl: von Mach 0,99 auf Mach 1,0. Mehr bekomme ich nicht mit. Der Eurofighter ist ein Luftüberlegenheitsjäger. Er ist darauf ausgelegt, im Überschallbereich zu fliegen und nimmt davon keinen Schaden.“

„Wir halten uns an Regeln“

Pilotinnen und Piloten der Alarmrotten sind – je nach Auftrag – auch mit Überschallgeschwindigkeit unterwegs. „Wenn wir zum Beispiel auf QRAQuick Reaction Alert sind, kann es sein, dass wir ein Flugzeug erreichen müssen, dessen Funkgeräte nicht mehr funktionieren. Oder wenn wir ein Flugzeug einholen müssen, was schon an uns vorbeigeflogen ist“, erklärt Eurofighter-Pilot Chuck. „Aber auch im Trainingsflugbetrieb üben wir den Überschallflug, da er im Ernstfall taktisch notwendig sein kann.“ Das habe allerdings nichts mit einem Überschreiten von Regeln zu tun. „Wir haben Geschwindigkeitsregeln vorgegeben und an diese halten wir uns auch.“ 

Überschallflüge stellen nur einen Bruchteil der Ausbildung dar und werden gesondert angeordnet. Selten kommt es vor, dass eine Pilotin oder ein Pilot aus Versehen einen Überschallknall verursacht, wenn die zwei leistungsstarken Triebwerke zu lange in der maximalen Schubleistung gelassen werden. „Ich würde das aber niemals tun, nur weil ich eben mal schnell wohin muss“, erklärt Chuck. Wenn so etwas im Training passiert, wird es an den Flugdienstleiter gemeldet. Dieser dokumentiert solche Vorfälle ganz genau, damit „wir dann rekonstruieren können, ob das geplant, also mit Flugauftrag, passiert ist oder aus Versehen. Für jede Form von unnötigem Lärm entschuldigen wir uns.“ Denn dass ein Überschallknall laut sein kann, ist den Pilotinnen und Piloten bewusst. „Wenn ich in 500 Fuß Höhe, das entspricht zirca 150 Metern, Überschall fliegen würde, könnten schon Fenster kaputt gehen und die Leute besorgt sein. Das klingt teilweise wie eine Explosion.“ 

Überschallflüge unterliegen weiteren Regularien: Sie sind nur oberhalb einer Höhe von 36.000 Fuß, umgerechnet zirca 11.000 Metern, und nur werktags zwischen 8:00 Uhr und 12:30 Uhr sowie von 14:00 Uhr bis 20:00 Uhr zulässig. So soll die Belastung der Bevölkerung durch Fluglärm so gering wie möglich gehalten werden. Chuck kann das bestätigen: „Wir gehen immer nur dann in den Überschallbereich, wenn es der Trainingsauftrag oder der Flugauftrag erfordert. Dann gibt es da auch keinen Ärger.“