Weil Solarflugzeuge wie die Solar Impulse 2, welche Du wohl ansprichst, dafür gebaut wurden, mit einem Piloten abzuheben und möglichst lange und langsam (ca. 70km/h) in der Luft zu bleiben. 2015 begann der Versuch einer Weltumrundung, bei welchem einmal vier Wochen Pause wegen Wetter und dann mehrere Monate Pause wegen Batterieproblemen gemacht werden musste. Die Solar Impulse 2 hatte eine maximale Flughöhe von 8500m, welche sie tagsüber bei Sonne erreichte, um dann in der Nacht im Segelflug auf 1500m abzusinken und diese Höhe mit Batterie-Power zu halten.
de.wikipedia.org/wiki/Solar_Impulse
Ich möchte nochmals auf die Eingangsfrage zurückkommen:
Ich antworte also vor allem im Hinblick darauf, ob man in der Passagierfliegerei mit tiefer und langsamer Fliegen Energie sparen könnte. Die Antwort ist: Vielleicht. Kann man dies aber auch klassisch mit den heutigen (klassischen) Flugzeugtypen?
Man könnte aber Flugzeuge entwickeln, welche sich in diesen Höhen und Geschwindigkeitsbereichen bewegen. Schauen wir uns mal den Flugzeugpark von Lockheed/Lockheed Martin an:
Lockheed L1011 TriStar: ein konventionelles klassisches Verkehrsflugzeug mit maximal 400 Passagieren, maximales Startgewicht von 231 Tonnen, Reisegeschwindigkeit von ca. M0.80-0.85 (mit PMS) auf einer maximalen Flughöhe FL430 (13‘100m). Das Flugzeug wird heute kommerziell nicht mehr eingesetzt – eines fliegt noch für Forschungszwecke.
de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_ … -1011_-500
Lockheed U-2: ein Aufklärungsflugzeug für grosse Höhen bis 20‘000 Metern, hatte Flügel wie ein Segelflugzeug mit grosser Streckung, war also ein düsengetriebenes einmotoriges Segelflugzeug und flog ziemlich langsam – auf 20‘000 Metern an der aerodynamischen Grenze. Das maximale Startgewicht beträgt 18‘733 kg und die Besatzung besteht aus einem Piloten. Die Flugzeuge sind immer noch in Betrieb. Interessanter Fakt: bei der Landung wir die U-2 von einem Piloten in einem Auto verfolgt, welcher dem Piloten im Flugzeug Informationen über den Abstand des Fahrwerkes zum Boden gibt. Als Autos dienten Ford Mustang, Chevrolet Camaro und Tesla Model S.
de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_U-2
Lockheed SR-71: Dies ist ein Aufklärungsflugzeug für grosse Geschwindigkeiten und grosse Höhen. Die maximale Geschwindigkeit beträgt Mach 3.36, die maximale Höhe 24‘385 Meter. Das Flugzeug hatte ein maximales Startgewicht von 77‘112 kg und eine Besatzung von einem Piloten und einem Reconnaissance Systems Officer.
de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_SR-71
Lockheed Martin F-35A: Ein Tarnkappen-Mehrzweck-Kampfflugzeug mit einem maximalen Startgewicht von 31’751kg, zwei Mann Besatzung, einer Höchstgeschwindigkeit von Mach 1.6 und einer maximalen 15’240 Metern.
de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_Martin_F-35
Lockheed C-130J: Militärisches Transportflugzeug, 3 Mann Besatzung, maximales Startgewicht von 79’378kg, maximale Flughöhe von 9315 Meter (ca. FL300) und einer Nutzlast von 21’625kg.
de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_C-130
Lockheed C-5: Transportflugzeug mit 5 Mann Besatzung, einem maximalen Startgewicht von 381’018kg, einer maximalen Flughöhe von etwa 10’900 Metern (FL360), einer Reisegeschwindigkeit von etwa Mach 0.80 bis Mach 0.83. das Flugzeug hat eine Nutzlast von 129.274 kg oder bis zu 345 Soldaten.
de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_C-5
Und das heutige Workhorse der Langstreckenfliegerei:
Boeing B-777:
de.wikipedia.org/wiki/Boeing_777
Was ich mit dieser Aufstellung zeigen will ist, dass Flugzeuge für jeden Verwendungszweck, von jeder Geschwindigkeit von 70km/h bis Mach 3.36, Nutzlast von einem Piloten oder bis 129.274 kg (bis zu 345 Soldaten) gebaut werden können.
Eine erstaunliche Gemeinsamkeit aller Langstreckenverkehrsflugzeuge ist, dass deren Reisefluggeschwindigkeiten mit optimalem Kerosinverbrauch im Bereich von Mach 0.80 bis 0.85 liegen. Warum ist das so? Dies aus zwei Gründen:
- Konkurrenzfähigkeit: Die Kunden (Airlines) wählen aus den Produkten von Boeing und Airbus aus. Diese werden nach ähnlichen Kundenwünschen gebaut.
- Auf den Flugrouten (Airways und den Track Systems über die Ozeane) fliegen die Flugzeuge auf verschiedenen Flughöhen in einem Sicherheitsabstand hintereinander. Falls die Flugzeuge nicht in etwa gleich schnell fliegen würden, würde die Kapazität der Luftstrassen eingeschränkt.
Warum fliegen Flugzeuge auf Höhen von etwa 10 bis 12km Höhe. Als Beispiel dient ein Flug über den Nordatlantik. In etwa 10 bis 12 Kilometer Höhe befindet sich der Jetstream, eine Höhenströmung von West nach Ost mit Geschwindigkeiten von bis zu über 500km/h. Diese nutzt man natürlich gerne für den Flug von West nach Ost aus als Rückenwind, was sowohl Flugzeit als auch Kerosin spart. Damit dies so möglich ist, müssen Flugzeuge für diese Flughöhe optimiert werden. Daher fliegen die Flugzeuge natürlich auch im Hinflug auf dieser Höhe – weil auf dem sogenannten «Optimum Flight Level» - aber etwas nördlich oder südlich des Jetstreams. Jeden Tag wird aufgrund der aktuellen Windsituation ein Bündel von Tracks (Reiserouten) über den Atlantik gerechnet und für die Flugplanung zur Verfügung gestellt. Jetstreams gibt es natürlich nicht nur über dem Nordatlantik, sondern um den ganzen Globus.
de.wikipedia.org/wiki/Jetstream
de.wikipedia.org/wiki/North_Atlantic_Tracks
Die Frage, ob die Konstruktion von Flugzeugen mit dem Spektrum 4 – 5 Kilometer Flughöhe mit Geschwindigkeiten von 500km/h möglich ist, kann ich bejahen. Ob sie von Airlines für Langstrecken und Ultralangstrecken gewünscht wären, kann ich mir nicht denken. Neben der längeren Flugzeit für die Passagiere stellt sich dann irgendwann auch die Frage nach den Arbeitszeiten der Besatzungen. Ob Langstreckenflüge West-Ost-vice-versa ohne Ausnutzung der Jetstreams Kerosin sparen würde – ich weiss es nicht, bezweifle es jedoch.
Ich hoffe, im Bereich Langstrecke ein paar Hinweise gegeben zu haben, welche etwas Licht hinein bringen, warum es so gemacht wird, wie es gemacht wird.
Auf Kurzstreckenflüge mag ich nicht eingehen – diese sind aus Umwelt- und Lärmgründen eh ein Blödsinn!
PS: Wenn wir zu Sparzwecken über langsamer fliegen reden, könnten wir auch über langsamer fahren reden – so maximal 130km/h auf der DAB. 