Die Republic XF-84H Thunderscreech gilt weithin als das lauteste jemals gebaute Flugzeug. Ihr Überschallpropeller erzeugte anhaltende Überschallknalle, die noch in 40 Kilometern Entfernung zu hören waren, Bodenpersonal körperlich krank machten und Berichten zufolge einen Mann auf dem Flugfeld bewusstlos schlugen. Sie absolvierte zwölf Testflüge, funktionierte nie einwandfrei und erwarb sich den Ruf, eines der schlechtesten Flugzeuge der Luftfahrtgeschichte zu sein. Gleichzeitig ist sie eines der faszinierendsten.

Warum einen Überschallpropeller bauen?

Die XF-84H entstand aus einer berechtigten Frage: Könnte ein Turboprop-Flugzeug die Geschwindigkeit früher Düsenjäger erreichen und gleichzeitig die überlegenen Langsamflugeigenschaften und kürzeren Startstrecken propellergetriebener Flugzeuge beibehalten? Mitte der 1950er-Jahre war dies keine abwegige Idee. Turboprops waren effizient, und insbesondere Flugzeugträgeroperationen würden von einem Flugzeug profitieren, das nicht die langen Startstrecken früher Düsenjäger benötigte. Republic Aviation, Hersteller der legendären P-47 Thunderbolt und der F-84 Thunderjet-Familie, wurde mit der Erprobung des Konzepts beauftragt. Sie verwendeten einen Rumpf der F-84F Thunderstreak und kombinierten ihn mit einem Allison XT40-A-1 Turboprop-Triebwerk – im Wesentlichen zwei T38-Turbinen, die zusammen 5.850 Wellen-PS leisteten – welches über eine lange Verlängerungswelle einen dreiblättrigen Überschallpropeller antrieb. Der Propeller war der Schlüssel. Mit einem Durchmesser von 3,66 Metern überschritten seine Spitzen während des Betriebs kontinuierlich die Mach-1-Marke. Es handelte sich nicht um ein vorübergehendes Phänomen bei hohen Drehzahlen – der Propeller war für den Betrieb mit Überschallspitzen im Normalzustand ausgelegt. Die Theorie besagte, dass ein Überschallpropeller die enorme Wellenleistung des Triebwerks effizient genug in Schub umwandeln könnte, um das Flugzeug auf nahezu transsonische Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Diese Theorie erwies sich als falsch.

Das lauteste Ding der Welt

Ein herkömmlicher Propeller erzeugt Lärm hauptsächlich an seinen Blattspitzen. Sobald diese Spitzen die Schallgeschwindigkeit überschreiten, erzeugt jedes Blatt bei jeder Umdrehung einen anhaltenden Überschallknall. Der dreiblättrige Propeller der XF-84H drehte sich mit etwa 2.100 Umdrehungen pro Minute – das bedeutet, dass er rund 6.300 Schallwellen pro Minute bzw. 10⁵ pro Sekunde erzeugte. Es handelte sich nicht um ein periodisches Lärmereignis, sondern um eine kontinuierliche, ununterbrochene Wand aus Überschallknallen. Die akustische Leistung war enorm. Bodenpersonal der Edwards Air Force Base berichtete von Übelkeit, Desorientierung und starken Kopfschmerzen bei Arbeiten in der Nähe des laufenden Flugzeugs. Einem weit verbreiteten Bericht zufolge wurde ein Besatzungsmitglied durch den Schalldruck bewusstlos. Wartungspersonal, das der XF-84H zugeteilt war, soll sich Berichten zufolge um Versetzungen beworben haben, um nicht mehr an dem Flugzeug arbeiten zu müssen. Der Kontrollturm der Edwards Air Force Base, der sich in einiger Entfernung von der Start- und Landebahn befindet, beschwerte sich über die Lärmbelästigung, die den normalen Flugbetrieb störte. Um die Auswirkungen auf andere Programme zu minimieren, musste das Flugzeug in einem abgelegenen Bereich des Stützpunkts gestartet und getestet werden.

Zwölf Flüge ins Nirgendwo

Die Probleme der XF-84H reichten weit über die Lärmbelästigung hinaus. Das Flugzeug war aerodynamisch instabil. Das enorme Drehmoment des Propellers erzeugte starke asymmetrische Kräfte, die die ursprünglich für ein Strahltriebwerk ohne Propellerdrehmoment ausgelegte Flugzeugzelle nicht ausreichend kompensieren konnte. Testpilot Henry "Hank" Beaird absolvierte elf der zwölf Testflüge mit dem ersten Prototyp (FS-059). Später beschrieb er das Flugzeug als eines der schwierigsten, die er je geflogen hatte. Der einläufige Propeller erzeugte enorme, drehmomentbedingte Gier- und Rollbewegungen, die die Steuerflächen kaum bewältigen konnten. Bei mehreren Flügen kam es zu unkontrollierten Nick- und Gierbewegungen, die einen längeren Flug gefährlich machten. Das Triebwerk war unzuverlässig – das gekoppelte Turbinentriebwerk T40 hatte in mehreren Programmen eine schlechte Betriebsbilanz – und Getriebe sowie Propellerwelle waren ständige Quellen mechanischer Probleme. Der zweite Prototyp (FS-060) absolvierte nur vier Flüge, bevor das Programm eingestellt wurde. Testpilot Lin Hendrix soll gegenüber Republic erklärt haben, dass er das Flugzeug nie wieder fliegen werde.

Warum es gescheitert ist

Das Konzept des Überschallpropellers war grundlegend fehlerhaft. Sobald eine Propellerblattspitze Mach 1 überschreitet, erzeugen die entstehenden Stoßwellen einen massiven Anstieg des Luftwiderstands und erhebliche Energieverluste. Allein die akustische Energie – der Lärm, der das Flugzeug berüchtigt machte – stellte verschwendete Energie dar, die nicht in Schub umgewandelt wurde. Bei Überschallgeschwindigkeiten der Blattspitzen sinkt der Wirkungsgrad des Propellers katastrophal. Die XF-84H erreichte nie annähernd ihre geplante Geschwindigkeit von Mach 0,9. In Tests übertraf sie die Leistung einer konventionellen F-84F mit Standard-Strahltriebwerk kaum – war dabei aber lauter, gefährlicher, unzuverlässiger und deutlich schwieriger zu fliegen. 1956 wurde das Programm eingestellt. Nur ein Prototyp überlebte. Die FS-059 – die jahrelang auf einem Mast außerhalb des Meadows Field Airport in Bakersfield, Kalifornien, stand – ist heute im National Museum of the United States Air Force auf der Wright-Patterson Air Force Base ausgestellt. Die FS-060 absolvierte nur wenige Flüge und wurde nach der Einstellung des Programms 1956 verschrottet.

Die richtige Idee zur falschen Zeit (oder umgekehrt)

Die XF-84H gilt als Fehlschlag, und das war sie auch. Doch sie beantwortete eine wichtige Frage: Können Überschallpropeller ein praxistaugliches Kampfflugzeug antreiben? Die Antwort – ein klares Nein – schloss eine technologische Sackgasse und bestätigte, dass die Zukunft des Hochgeschwindigkeitsfluges dem reinen Strahlantrieb gehört. Moderne Turboprop-Triebwerke wie das Dowty R391 der C-130J erreichen an den Blattspitzen Geschwindigkeiten deutlich unter Mach 1, genau weil die Testprogramme der XF-84H die Folgen des Überschreitens dieser Grenze eindrucksvoll demonstrierten. Der Beitrag der „Thunderscreech“ zur Luftfahrt bestand darin, allen vor Augen zu führen, was man nicht tun sollte – und zwar so eindringlich, dass diese Lektion unüberhörbar war. Quellen: National Museum of the USAF, "Republic's T-Bolt to Donnerkeil"" von Warren Thompson, Flugtestaufzeichnungen der Edwards AFB, historische Dokumente der AIAA zur Propeller-Aeroakustik