Welcher Kampfjet kann am höchsten fliegen?

Teil 1: Der Griff nach den Sternen – Die physikalischen und historischen Grundlagen des Höhenflugs

Einleitung: Die Faszination der Stratosphäre und die Grenzen der Luftfahrt

Seit den Anfängen der bemannten Luftfahrt blickt der Mensch unweigerlich nach oben. Während die ersten Flugpionierleistungen noch wenige Meter über dem Erdboden stattfanden, entwickelte sich rasch ein unstillbarer Drang nach immer größeren Höhen und Geschwindigkeiten. Besonders im Zeitalter des Kalten Krieges wurde die vertikale Dimension des Luftraums zu einem zentralen Schlachtfeld der technologischen Supermächte USA und Sowjetunion. Die Frage, welcher Kampfjet am höchsten fliegen kann, ist dabei nicht nur eine simple Rekordfrage, sondern eine faszinierende Reise durch die extremen Grenzen der Aerodynamik, der Thermodynamik und der Triebwerkstechnik.

Um die Antwort zu verstehen, muss man sich vor Augen führen, was es bedeutet, sich in der Stratosphäre zu bewegen. In einer Höhe von über 20 Kilometern ist die Erdatmosphäre so dünn, dass herkömmliche Flugzeuge buchstäblich „verhungern“ würden – ihnen fehlt schlicht der Sauerstoff für die Triebwerke und die Luftdichte, um mit den Tragflächen ausreichend Auftrieb zu erzeugen. Dennoch haben Ingenieure Maschinen erschaffen, die sich an diesen Randbereich des Weltraums wagen. Wenn wir von Kampfjets sprechen, müssen wir dabei präzise unterscheiden zwischen der regulären Dienstgipfelhöhe im operativen Flugbetrieb und den absoluten Rekorden, die durch spektakuläre Manöver wie den sogenannten „Zoom-Climb“ erzielt wurden.

Die physikalischen Hürden des Höhenflugs: Luftdichte, Sauerstoff und das „Coffin Corner“

Der Flug in extreme Höhen ist ein permanenter Kampf gegen die grundlegenden Gesetze der Physik. Auf Meereshöhe beträgt der atmosphärische Druck rund 1013 Hektopascal, und die Luft ist dicht gefüllt mit Sauerstoffmolekülen, die von Strahltriebwerken effizient angesaugt und verbrannt werden können. Je höher ein Flugzeug steigt, desto drastischer sinkt jedoch der Luftdruck und damit die Dichte der Luft.

Dies hat gravierende Konsequenzen für zwei Kernkomponenten eines jeden Jets:

1. Das Triebwerk: Ein Strahltriebwerk ist im Grunde eine thermische Kraftmaschine, die auf die Sauerstoffzufuhr aus der Umgebungsluft angewiesen ist. Ab einer bestimmten Höhe reicht der Sauerstoffgehalt nicht mehr aus, um eine stabile Verbrennung aufrechtzuerhalten. Ohne spezielle Lufteinlässe, variable Geometrien und extrem hochentwickelte Verdichterstufen stirbt das Triebwerk ab (Flameout).

2. Der Auftrieb und das „Coffin Corner“: Auftrieb entsteht durch die Strömung der Luft um die Tragflächen. Ist die Luft zu dünn, muss das Flugzeug extrem schnell fliegen, um genügend Auftrieb zu erzeugen. Kommt das Flugzeug jedoch der Schallgeschwindigkeit (Mach 1) zu nahe, entstehen in der dünnen Luft gefährliche Schockwellen. In großen Höhen rücken die Mindestgeschwindigkeit (bei der ein Strömungsabriss droht) und die maximal zulässige Mach-Zahl (bei der Überschall-Instabilitäten die Zelle zerstören) so nah zusammen, dass Piloten von diesem gefährlichen Bereich als dem „Coffin Corner“ (dem Sargwinkel) sprechen. Ein kleiner Fehler in dieser Zone kann zum unkontrollierbaren Absturz führen.

Der absolute Rekordhalter: Die MiG-25 und der legendäre „Zoom-Climb“

Wenn man nach dem absolut höchsten Flug eines strahlgetriebenen Kampfjets sucht, führt kein Weg an der sowjetischen Luftfahrtgeschichte vorbei. Der ungeschlagene Rekordhalter für das höchste jemals von einem luftatmenden Düsenflugzeug erreichte Limit wurde am 31. August 1977 aufgestellt. Der legendäre sowjetische Testpilot Alexander Fedotov stieg an Bord einer speziell vorbereiteten Version der Mikojan-Gurewitsch MiG-25 – bekannt unter dem Projektnamen Ye-266M – in schwindelerregende Höhen auf.

Fedotov erreichte eine offizielle und von der FAI (Fédération Aéronautique Internationale) anerkannte Rekordhöhe von unglaublichen 37.650 Metern (123.523 Fuß). Das ist mehr als 37 Kilometer über dem Meeresspiegel – eine Höhe, in der der Himmel tiefschwarz erscheint und die Krümmung der Erde mit bloßem Auge deutlich zu erkennen ist.

Wie funktionierte dieser Rekordflug, da kein Jet in dieser Höhe dauerhaft horizontal fliegen kann? Die Antwort liegt in einer extremen Flugtechnik, dem sogenannten Zoom-Climb (Schubflug oder ballistischer Aufstieg):

• Anlaufphase: Die modifizierte MiG-25 beschleunigte in den dichten, niederen Luftschichten der Atmosphäre auf enorme Überschallgeschwindigkeiten (weit jenseits von Mach 2.5). Dabei sammelte das Flugzeug gigantische kinetische Energie an.

• Der Zug nach oben: Am optimalen Punkt zog Fedotov das Flugzeug in einen steilen Steigflug hoch.

• Der ballistische Bogen: In dieser Phase schalteten die Piloten die Triebwerke teilweise ab oder profitierten davon, dass die Maschine wie ein Stein, der nach oben geworfen wird, allein aufgrund ihrer immensen Trägheit und des Schwungs weiter nach oben schoss, während die Luft für die Triebwerke eigentlich längst zu dünn war. Die MiG-25 verwandelte sich für wenige Augenblicke in eine bemannte Rakete, ehe sie an ihrem Scheitelpunkt wieder in dichtere Luftschichten zurückgleiten musste.

Dieser Rekord hat seit fast einem halben Jahrhundert Bestand und wurde von keinem anderen luftatmenden Jet der Welt jemals gebrochen.

Die reguläre Dienstgipfelhöhe: Warum Abfangjäger in den Himmel strebten

Während der 37-km-Rekord der MiG-25 ein experimenteller Glanzpunkt war, stellt sich die Frage nach der regulären Dienstgipfelhöhe (Service Ceiling) im militärischen Alltag. Hier dominierten und dominieren vor allem schwere Abfangjäger aus dem Kalten Krieg, die entwickelt wurden, um hochfliegende US-amerikanische Aufklärungsflugzeuge wie die U-2 oder strategische Bomber abzufangen.

Die MiG-25 „Foxbat“ in ihrer Serienkonfiguration sowie ihre direkte Weiterentwicklung, die MiG-31 „Foxhound“, besitzen eine offizielle Dienstgipfelhöhe von rund 20.700 bis 24.000 Metern (je nach Beladung und Version). Die MiG-31 ist bis heute im aktiven Dienst bei den russischen Luftstreitkräften und verfügt über gigantische Tumanski-R-15-Triebwerke, die massive Schubleistungen erbringen. Sie ist darauf ausgelegt, in großer Höhe mit Geschwindigkeiten von über Mach 2.8 zu patrouillieren.

Auf amerikanischer Seite waren es Maschinen wie die McDonnell Douglas F-15 Eagle und die legendäre Lockheed SR-71 Blackbird, die den Himmel dominierten. Wobei bezüglich der SR-71 anzumerken ist, dass diese primär als strategischer Überschall-Aufklärer und nicht als klassischer Abfangjäger oder reiner Kampfjet klassifiziert wird – wenngleich sie mit Betriebshöhen jenseits von 25.000 Metern und Geschwindigkeiten von über Mach 3.2 unerreichte Maßstäbe in der bemannten Luftfahrt setzte. Die F-15 Eagle hingegen, als reines Luftüberlegenheits-Jagdflugzeug konzipiert, besitzt eine offizielle Dienstgipfelhöhe von rund 19.800 Metern und hält ihrerseits historische Steigzeit-Rekorde, bei denen sie in kürzester Zeit enorme Höhen erreichte.

Fazit des ersten Teils: Das Erbe der Höhenjäger

Die Suche nach dem am höchsten fliegenden Kampfjet offenbart ein faszinierendes Zusammenspiel aus roher Triebwerkskraft, cleverer Aerodynamik und militärischer Notwendigkeit während des Kalten Krieges. Sowohl die sowjetischen Foxbat- und Foxhound-Modelle als auch westliche Spitzenleistungen haben gezeigt, dass die Stratosphäre kein unerreichbarer Raum ist – vorausgesetzt, man ist bereit, die physikalischen Gesetze durch Höchstleistung und ingenieurtechnische Meisterleistungen herauszufordern. Im kommenden zweiten Teil dieses Artikels werden wir detailliert analysieren, wie moderne Kampfjets der 4. und 5. Generation (wie F-22 Raptor, Su-57 oder Tarnkappenjets) im Höhenvergleich abschneiden und warum heutige Doktrinen weniger den reinen Höhenrekorden als vielmehr der Sensorik, Vernetzung und Tarnung (Stealth) Priorität einräumen.

Einblicke in die moderne Kampfjet-Technologie

Dieses Video bietet einen spannenden Einblick in die Technik und Leistungsfähigkeit moderner Kampfflugzeuge.