Twee dagen lang op 18 kilometer hoogte; Hoogvlieger

Zoals bekend geldt ook voor vliegtuigen 'the sky is the limit'. Voor de meeste vliegtuigen is deze grens echter nogal beperkt. Slechts een enkel toestel kan meerdere uren boven de vijftien kilometer hoogte vliegen. Voor onderzoek naar de atmosfeer is het gewenst om in hogere luchtlagen te vliegen. De Duitse vliegtuigbouwer Grob heeft nu speciaal voor dit soort onderzoek een vliegtuig gebouwd. Deze Strato 2C maakte op 31 maart zijn eerste vlucht en heeft inmiddels het testprogramma grotendeels afgelegd.

Het toestel heeft een plafond van 23.000 meter. Op een hoogte van 18.000 meter kan het maximaal 48 uur in de lucht blijven. Daarbij wordt een afstand afgelegd van 18.000 km, hetgeen de Strato 2C meteen tot het vliegtuig met het grootste vliegbereik maakt.

Dergelijke specificaties zijn uniek. Het enige vliegtuig dat de prestaties van de Strato 2C benadert is de TR-1. Dit toestel vliegt maximaal op 27.430 meter, maar houdt dat nog geen tien uur vol. De TR-1 is een Amerikaans spionagevliegtuig. Het is ontwikkeld uit de befaamde U-2, die eind jaren vijftig boven de Sovjet-Unie vloog.

Op 18.000 meter hoogte bedraagt de luchtdichtheid slechts tien procent van die op zeeniveau, terwijl voor 23.000 meter een percentage van vier geldt. Om voldoende draagkracht te genereren is daarom een grote vleugel nodig. Deze heeft een spanwijdte van 56,5 meter en is daarmee maar enkele meters korter dan de vleugel van een Jumbo Jet.

De andere factor die tot voldoende draagkracht bijdraagt is snelheid. Hoe hoger het toestel vliegt, hoe hoger de snelheid moet zijn. De Strato 2C heeft op 18.000 meter een kruissnelheid van 345 km/h. Op 23.000 meter ligt deze op 520 km/h, hetgeen overeenkomt met de snelheid van de TR-1 en de U-2. Een opmerkelijk verschil is dat de Amerikaanse spionagevliegtuigen een straalmotor hebben, terwijl de Strato 2C met twee zuigermotoren van 402 pk is uitgerust. Het voordeel van zuigermotoren is dat ze veel zuiniger zijn.

De ontwerpers van de krachtbron zagen zich gesteld voor twee problemen. In de eerste plaats is de luchtdichtheid op de kruishoogte van de Strato 2C zo laag, dat een zuigermotor veel te weinig lucht krijgt om de verbranding op gang te houden. Dit is een algemeen probleem voor zuigermotoren in de luchtvaart. Veel vliegtuigen hebben dan ook motoren met turbocompressoren, die de lucht onder druk naar de cilinders voeren.

Standaard turbocompressoren voldoen niet boven de tien kilometer. Daarom werd gekozen voor een tweede compressor. De uitlaatgassen van de motor gaan eerst naar een compressor, die de druk van de lucht met een factor drie opvoert. Vervolgens worden de uitlaatgassen naar een veel grotere tweede compressor gevoerd, die de druk met een factor achttien vergroot. Tezamen zorgen de compressoren ervoor dat de motoren altijd lucht krijgen aangevoerd onder dezelfde druk als die op zeeniveau.

Er is geen gewone uitlaat, maar een straalpijp. Deze is zo gevormd, dat de uitlaatgassen een stuwkracht leveren, die elf procent bedraagt van het totale voortstuwende vermogen. Deze gecompliceerde krachtbron is de enige die zuinig en krachtig genoeg is om een vliegtuig zo lang in de lucht te houden als de Strato 2C.

Het tweede probleem betreft de koeling. Om voldoende koeling van motoren en turbocompressoren te krijgen, is een zeer groot volume aan lucht nodig. Lucht met een geringe dichtheid heeft immers een lage opnamecapaciteit van warmte. Er is dan ook een batterij forse koelelementen om de olie en het koelwater van de motor, tandwielkasten en turbocompressoren op een aanvaardbare temperatuur te houden.

Het zal niet verbazen dat de motorgondels groot zijn. Zij meten ongeveer 5,30 bij 1,80 meter. De meeste ruimte wordt ingenomen door kanalen, die lucht toevoeren naar de koelelementen. Ook de compressoren en alle pijpen die deze onderling verbinden zijn tamelijk volumineus. De motor neemt slechts enkele procenten van het volume van de gondel in beslag.

Drukcabine

De extreme specificaties stelden ook eisen aan de materialen. De Strato 2C is het grootste vliegtuig, dat volledig gemaakt is van kunststoffen, zoals aramide en met koolstofvezel versterkte plastics. Dit zijn de enige materialen die licht en toch sterk genoeg zijn. Daarmee treedt de Strato 2C in het voetspoor van de Voyager. Dit toestel vloog begin 1987 in negen dagen non-stop rond de wereld.

De Strato 2C heeft een 5,5 meter lange drukcabine, die plaats biedt aan twee vliegers en twee wetenschappers. Toilet, kook- en slaapgelegenheid stellen hen in staat vluchten van twee dagen te maken.

Goedkoop is de Strato 2C bepaald niet. Ontwikkeling, bouw en het testen kosten bij elkaar 93 miljoen mark. Daarvoor krijgt de eigenaar, de Deutsche Versuchsanstalt für Luft und Raumfahrt, een uniek vliegtuig voor onderzoek in de stratosfeer, bijvoorbeeld naar het broeikaseffect en milieuvervuiling. Ook de ozonlaag kan wereldwijd bestudeerd worden. De Strato 2C kan opstijgen in het zuiden van Latijns-Amerika, vierduizend kilometer naar de Zuidpool vliegen en daar vele uren metingen verrichten aan de ozonlaag. Andere onderzoeksterreinen zijn aardobservatie en telecommunicatie.

Het ziet er niet naar uit, dat er meer dan één Strato 2C gebouwd wordt. Voor wetenschappelijk onderzoek zijn er niet meer nodig. Wellicht dat de Duitse of een andere luchtmacht hun oog op het toestel laten vallen. Evenals de TR-1 en de U-2 is de Strato 2C een ideaal platform voor camera's, apparatuur om radarbeelden te maken of om communicatie af te luisteren.

    • Jan van den Berg