Hypersonisch vliegtuig al jaren operationeel

De wereld van spionage is per definitie duister. Toch is zij niet geheel ondoorzichtig. Vandaar dat er het een en ander bekend is over de Aurora, het Amerikaanse spionagevliegtuig dat met een snelheid van Mach 6 (zesmaal de geluidssnelheid ofwel 6400 km/h) op een hoogte van dertig kilometer vliegt.

Aurora: The Pentagon's secret hypersonic spyplane. Bill Sweetman. Motorbooks International. 1993. ISBN 0 87938 780 7.

Ondanks de geheimhouding is er veel zinnigs te zeggen over dit toestel. Bill Sweetman, een luchtvaartjournalist met een lange staat van dienst, heeft een boek geschreven, waarin hij het raadsel van de Aurora zo goed mogelijk probeert te ontrafelen.

Ook in het tijdperk van de spionagesatellieten hebben militairen nog altijd behoefte aan vliegtuigen. De banen van kunstmanen liggen grotendeels vast. Daardoor kan de tegenpartij bepalen wanneer een satelliet overkomt en besluiten om geheime activiteiten even uit te stellen. Amerikaanse spionagesatellieten van het type KH-11 kunnen enigszins manoeuvreren, wat de voorspelbaarheid van hun baan beperkt.

Het nadeel is dat iedere baancorrectie brandstof kost. Geschat wordt dat de KH-11 slechts drie jaar meegaat. Dan is de brandstof op, ook al is de technische levensduur nog niet ten einde. Drie jaar is weinig voor een apparaat waarvan de ontwikkeling, bouw en lancering rond de vierhonderd miljoen gulden kosten. Vliegtuigen hebben geen vaste banen en zijn dus veel flexibeler. Bovendien gaan zij veel langer mee, zeg tien tot twintig jaar. Daardoor zijn de kosten op jaarbasis veel lager.

Verder zijn kunstmanen uiterst kwetsbaar. De Russen hebben uitvoerig geëxperimenteerd met 'killersatellites'. Als tijdens de Koude Oorlogen een conflict zou zijn uitgebroken, hadden zij vermoedelijk de Amerikaanse spionagesatellieten vernield. Dan is het handig als er een alternatief is in de vorm van vliegtuigen.

Dat een spionagevliegtuig in een behoefte voorziet, is nog geen bewijs dat zo'n toestel bestaat. Er zijn echter voldoende aanwijzingen om te concluderen dat de Aurora rondvliegt. In 1986 prijkte de naam Aurora in de begrotingsstukken - een foutje van de censor.

In 1990 werd de Lockheed SR-71 uit dienst genomen, zonder dat er officieel een opvolger was. Dit toestel had ruim twintig jaar in Amerika's behoefte aan luchtspionage voldaan. Op dat moment was de Aurora waarschijnlijk al operationeel. Het toestel is sinds 1989 gezien en gehoord in Californië, Schotland en boven de Noordzee. In Friesland zijn op 19 augustus 1992 harde knallen gehoord, die door een Aurora veroorzaakt kunnen zijn. In 1991 zag een verkeersleider van de Royal Air Force op zijn scherm een toestel opstijgen van de afgelegen Schotse basis Machrihanish. Tot zijn verbazing accelereerde het toestel tot driemaal de geluidssnelheid. Toen hij om opheldering vroeg, werd hem te verstaan gegeven dat hij moest vergeten wat hij had gezien.

Deltavorm

Sinds de jaren vijftig hebben de Amerikanen druk geëxperimenteerd met vliegtuigen die meer dan driemaal de geluidssnelheid kunnen halen. Waarschijnlijk is dit onderzoek tot militair geheim verklaard, toen in de jaren zeventig duidelijk werd hoe een toestel als de Aurora gebouwd moest worden.

Waarschijnlijk heeft het toestel een deltavorm, waarvan de neus een scherpe hoek van dertig graden heeft. De vleugel en romp gaan geleidelijk in elkaar over. De vleugel is verhoudingsgewijs zeer klein. Dat is geen bezwaar omdat bij Mach 6 de lucht onder de romp samengeperst wordt. Dit levert voldoende opwaartse kracht om bijna het gehele gewicht van de Aurora te dragen.

Tijdens de start en landing vliegt de Aurora met een grote invalshoek. De luchtweerstand is dan echter zeer hoog. De Aurora moet dus snel accelereren naar een hoge snelheid.

De huid wordt zeer heet door de wrijvingsweerstand van de ijle lucht en moet gekoeld worden. Daartoe wordt de brandstof, vloeibaar methaan, langs de huid geleid, voordat ze naar de motoren gepompt wordt. De Aurora heeft waarschijnlijk vier motoren.

Ramjet

Bij snelheden boven de Mach 2,5 is de motor een pure ramjet. Deze levert voorwaartse kracht door de verbranding van de methaan en de lucht, die via de luchtinlaat wordt aangezogen. De verbrandingsgassen verlaten de uitlaat met hoge snelheid en zuigen daardoor de verse lucht aan. Een ramjet heeft daardoor geen compressor nodig.

Een ramjet werkt alleen bij grote snelheden. Er is een ander mechanisme nodig om het vliegtuig in beweging te zetten. In de Aurora gebeurt dat door vloeibare methaan langs de huid te leiden. Hierdoor wordt het warm en zet het uit. Door de druk die hierbij ontstaat wordt een turbine aangedreven. Deze drijft op haar beurt een compressor aan, die lucht aanzuigt. De lucht en methaan worden naar een verbrandingskamer in de ramjet geleid en ontstoken. Tot een snelheid van Mach 2,5 levert dit niet voldoende stuwkracht. Daarom wordt vloeibare zuurstof en extra methaan toegevoegd.

Als de snelheid toeneemt, wordt methaan direct in de luchtstroom in de ramjet gespoten. Dit levert bij Mach 5 à 6 voldoende stuwkracht. De luchtinlaat van de compressor wordt dan gesloten en de verbrandingskamer wordt in de wand van de ramjet teruggetrokken. De motor functioneert nu als pure ramjet. De turbine blijft draaien om elektriciteit te genereren en het hydraulisch systeem onder druk te houden. De compressor heeft nu geen functie meer en wordt ontkoppeld.

Welbeschouwd maakt de hele onderkant van de romp deel uit van de motor. De onderkant voor de luchtinlaten perst de lucht samen. De luchtdruk stijgt daardoor snel. Dit levert niet alleen een opwaartse kracht, maar verhoogt tevens de luchtdruk in de inlaten van de ramjets. Daardoor neemt de efficiëntie van de ramjets toe. Achter de straalpijpen is de romp zo gevormd, dat de expansie van de gassen optimaal verloopt.

Titanium

Omdat de huid gekoeld wordt, zijn geen al te exotische materialen nodig. Waarschijnlijk is de Aurora grotendeels van titanium gemaakt. Voor in de romp is plaats voor een vlieger en een officier, die de fotocamera's en radarapparatuur bedient. De vlieger kan alleen tijdens de start en landing naar buiten kijken door een opklapbaar cockpitdak. Cockpitruiten zijn niet bestand tegen de temperaturen, die tijdens de kruisvlucht optreden. Dan moet de vlieger waarschijnlijk vertrouwen op een infrarood- of videocamera. De beelden van de radarapparatuur kunnen via een satellietverbinding direct naar waarnemers op de grond gestuurd worden.

De Aurora is geen stealth-vliegtuig. De vorm van het toestel is geoptimaliseerd voor hoge snelheid. Dat gaat vermoedelijk niet samen met een vorm die waarneming met radarapparatuur bemoeilijkt. De Aurora hoeft ook niet onzichtbaar te zijn. De enorme snelheid en vlieghoogte maken het onkwetsbaar. Dankzij de Aurora kan Uncle Sam de wereld in de gaten houden zonder vrees om neersgeschoten te worden.

Andere toestellen

De Aurora is onderdeel van een reeks van ontwerpen van hypersonische toestellen. Sinds 1990 is verschillende malen een toestel gezien met een andere vorm dan de Aurora. Het heeft een platte, brede romp en een deltavleugel. Schattingen over de lengte lopen uiteen van 25 tot 60 meter.

Over dit toestel is nog minder bekend dan over de Aurora. Onduidelijk is of het operationeel of experimenteel is. De grote variatie in de schattingen van de lengte doen vermoeden dat het om twee typen gaat. Als taken worden genoemd spionage en het lanceren van kleine satellieten.

Buiten de Verenigde Staten zijn waarschijnlijk geen hypersonische vliegtuigen ontwikkeld. Alleen de Sovjet-Unie zou in staat geweest zijn tot het ontwikkelen ervan. Daar is nooit iets over gemeld, ook niet door Amerikaanse inlichtingendiensten.

De Amerikaanse luchtmacht beschikt misschien over nog een geheim spionagevliegtuig. Dit is de TR-3A of Black Manta, een voor de radar onzichtbare toestel, dat langzamer vliegt dan het geluid. Waarschijnlijk is de Black Manta een driehoekige vliegende vleugel, de ideale vorm voor een stealth-vliegtuig. Er wordt in de vakpers gespeculeerd dat de Black Manta bedoeld is voor tactische verkenning. Het toestel zou tijdens de Golfoorlog doelen in Irak hebben opgespoord voor de Lockheed F-117A.

Het zou niet verbazingwekkend zijn als de Black Manta blijkt te bestaan. De Amerikaanse luchtmacht introduceert momenteel een complete generatie van stealth-toestellen: de strategische bommenwerper B-2, het gevechtsvliegtuig YF-22 en het aanvalsvliegtuig F-117A. Het is niet meer dan logisch dat ook een spionagevliegtuig deel uitmaakt van de reeks.