What is the altitude record for flying?

De menselijke drang om grenzen te verleggen, heeft zich altijd ook verticaal gemanifesteerd. Vanaf het moment dat de eerste vliegtuigen de zwaartekracht overwonnen, rees de vraag: hoe hoog kunnen we klimmen? Het antwoord op deze vraag is niet eenduidig, maar verdeelt zich over twee fundamenteel verschillende domeinen van de luchtvaart: bewapende conventionele vliegtuigen en experimentele raketvliegtuigen.

Het absolute hoogterecord voor een vliegtuig dat onder zijn eigen voortstuwing horizontaal is opgestegen en geland, staat op naam van de North American X-15. Dit raketvliegtuig, een kruising tussen een vliegtuig en een ruimtevaartuig, bereikte op 22 augustus 1963 een hoogte van 107.960 meter (354.200 voet). Piloot Joe Walker overschreed daarmee de internationaal erkende Kármán-lijn van 100 kilometer, die de grens met de ruimte markeert, en werd zo de eerste astronaut aan boord van een vliegtuig.

Voor conventionele, lucht-ademende straalvliegtuigen ligt de lat iets lager, maar niet minder indrukwekkend. Het record wordt hier gehouden door de Mikojan-Goerevitsj MiG-25 'Foxbat', een Sovjet-onderscheppingsjager. Op 31 augustus 1977 bereikte testpiloot Aleksandr Fedotov met een speciaal aangepast model, de Ye-266M, een hoogte van 37.650 meter (123.523 voet). Dit record, dat de extreme prestaties van turbostraalmotoren en luchtframe aantoont, staat tot op de dag van vandaag onofficieel.

De zoektocht naar hoogte is een verhaal van technische uitdagingen: ijle lucht, extreme koude, en de overgang naar ruimtevaartomstandigheden. Elk record vertegenwoordigt een mijlpaal in aerodynamica, materiaalkunde en menselijk kunnen, en legt de lat voor toekomstige generaties vliegtuigen en ruimtevliegtuigen.

Wat is het hoogterecord voor vliegen?

Het absolute hoogterecord voor een vliegtuig met een menselijke piloot staat op naam van de Lockheed SR-71A 'Blackbird'. Dit strategische verkenningsvliegtuig bereikte op 28 juli 1976 een hoogte van 25.929 meter (85.069 voet). Dit record voor horizontale vlucht met een luchtademende motor is sindsdien nooit verbroken.

Voor raketvliegtuigen ligt de lat echter veel hoger. Het onbetwiste record is in handen van de North American X-15. Tijdens vlucht 91, op 22 augustus 1963, bestuurde piloot Joseph A. Walker het experimentele toestel naar een duizelingwekkende hoogte van 107.960 meter (354.200 voet). Deze prestatie wordt erkend als een ruimtevlucht, aangezien de X-15 de Kármánlijn passeerde – de conventionele grens tussen atmosfeer en ruimte op 100 kilometer hoogte.

Een belangrijk onderscheid moet worden gemaakt tussen deze records en de hoogste vluchten van commerciële luchtvaartuigen. Een typisch verkeersvliegtuig cruist op ongeveer 10 tot 13 kilometer hoogte, terwijl speciale hoogvliegende verkenningsvliegtuigen, zoals de U-2 Dragon Lady, opereren rond de 21 kilometer.

Voor onbemande vliegtuigen (UAV's) gelden andere categorieën. Het NASA Helios-prototype, een zonne-energie aangedreven drone, bereikte in 2001 een hoogte van 29.524 meter. Dit record voor een propeller-aangedreven, niet-ballistisch vliegtuig blijft onaangetast.

Het hoogterecord voor vliegen is dus niet eenduidig. Het hangt af van de categorie: luchtademende motoren, raketaandrijving, bemande of onbemande vlucht. De X-15 blijft de ultieme recordhouder voor hoogte bereikt door een vliegtuig onder controle van een piloot.

Het absolute hoogterecord voor een luchtvaartuag met bemanning

Het absolute hoogterecord voor een bemande luchtvaartuag dat horizontaal van de grond is opgestegen, staat onbetwist op naam van de Noord-Amerikaanse X-15 raketvliegtuig. Het record werd gevestigd op 22 augustus 1963 door piloot Joseph A. Walker.

Tijdens de recordvlucht bereikte de X-15 een hoogte van 107.960 meter (354.200 voet). Deze prestatie overschrijdt ruimschoots de zogenaamde Kármánlijn, die internationaal op 100 kilometer hoogte wordt beschouwd als de grens tussen de atmosfeer en de ruimte. Walker werd die dag dus officieel een astronaut.

Het toestel was niet conventioneel; het werd onder de vleugel van een aangepaste B-52-bommenwerper naar ongeveer 13.700 meter gebracht en vervolgens losgelaten. Zijn eigen raketmotor stuwde hem vervolgens verticaal omhoog in een ballistische baan. Voor de landing gleed het toestel zonder motor terug naar een conventionele landingsbaan.

Het record is bijzonder vanwege zijn duurzaamheid. Het staat al meer dan zestig jaar en werd gevestigd tijdens het hoogtepunt van experimentele raketvliegtuigprogramma's in de jaren zestig. Moderne ruimtevliegtuigen, zoals de Spaceshuttle of het ruimtevliegtuig van Virgin Galactic, bereiken weliswaar hogere hoogtes, maar dit zijn ruimtevaartuigen die primair voor ruimtevluchten zijn ontworpen en niet als luchtvaartuigen worden geklasseerd.

Hoe onbemande raketvliegtuigen de grens van de ruimte bereiken

Onbemande raketvliegtuigen combineren principes van luchtvaart en ruimtevaart om extreme hoogten te bereiken. In tegenstelling tot traditionele raketten die verticaal lanceren, vertrekken deze toestellen vaak horizontaal vanaf een draagvliegtuig. Hun ontwerp en voortstuwingsmethode zijn de sleutel tot het bereiken van de ruimtegrens, de zogenaamde Kármánlijn op 100 kilometer hoogte.

De vlucht verloopt typisch in twee fasen:

1. Luchtafhankelijke fase: Het raketvliegtuig wordt onder de vleugel van een groot moederschip naar ongeveer 15 kilometer hoogte gebracht. Dit bespaart aanzienlijke hoeveelheid brandstof en vereist geen verticale lanceerinfrastructuur.



2. Raketaandrijffase: Op releasehoogte ontsteekt het toestel zijn raketmotor. Deze versnelt het verticaal met een krachtige stuwkracht tot ver buiten de atmosfeer, waar aerodynamische controle onmogelijk wordt.

Technologische uitdagingen bij dergelijke vluchten zijn enorm:

• Hittebestendigheid: de romp moet de intense wrijvingshitte tijdens de afdaling weerstaan.



• Besturing: in de bovenste atmosfeer schakelt het systeem over van aerodynamische vlakken naar reactiecontrolesystemen (RCS).



• Betrouwbare autonome systemen: zonder piloot aan boord moeten alle kritieke functies automatisch en foutloos werken.

Het bekendste voorbeeld is de NASA X-43A "Hyper-X". Dit onbemande toestel bereikte in 2004 een recordhoogte van ongeveer 110 kilometer. Het gebruikte een "scramjet"-motor voor voortstuwing tijdens zijn korte, historische vlucht. Een ander voorbeeld is het Amerikaanse leger X-37B, een herbruikbaar ruimtevliegtuig dat langdurige orbitale missies uitvoert, maar ook demonstreert hoe dit ontwerpconcept de ruimte bereikt en terugkeert.

Deze onbemande raketvliegtuigen zijn cruciaal voor het testen van hypersonische technologieën, nieuwe materialen en geavanceerde voortstuwingssystemen. Ze dienen als een essentieel platform voor experimenten op de grens van de ruimte, waar ze de weg effenen voor toekomstige generaties sneller en efficiënter ruimtetransport.