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Hochgeschwindigkeitsantrieb Effizientere Langstreckenflüge mit Hyperschall

Quelle: Pressemitteilung GE Aerospace 1 min Lesedauer

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Ein neues Triebwerk von GE Aerospace soll bald effiziente Hyperschallflugzeuge antreiben, die mit mehr als fünffacher Schallgeschwindigkeit (> Mach 5) unterwegs sind. Dafür werden zwei Techniken kombiniert, was einen effizienteren, höheren Schub ermöglicht.

Eine künstlerische Interpretation eines Hyperschallfahrzeugs.(Bild: GE Aerospace)
Eine künstlerische Interpretation eines Hyperschallfahrzeugs.
(Bild: GE Aerospace)

GE Aerospace hat das vermutlich erste Hyperschall-Dual-Mode-Staustrahltriebwerk (DMRJ, dual-mode ramjet) mit rotierender Detonationsverbrennung (RDC) in einer Überschallströmung getestet. Damit kombiniert das neue Triebwerk die Techniken des Staustrahltriebwerks mit denen der rotierenden Detonationsverbrennung. Das könnte Hochgeschwindigkeits- und Langstreckenflüge viel effizienter machen.

Die erfolgreiche Demonstration des Hochgeschwindigkeitsantriebs DMRJ ist Teil eines umfassenden Portfolios von Technologieprogrammen, die GE Aerospace entwickelt, um die Hyperschalltechnologie voranzutreiben. Hierzu gehören auch Hochtemperaturmaterialien und Hochtemperaturelektronik. Über zehn Jahre Forschung im Bereich des Hyperschalls durch GE Aerospace Research sind hier eingeflossen und mehreren Jahrzehnten Entwicklung für das Triebwerksgeschäft von GE Aerospace in Schlüsselbereichen wie Hochtemperatur-Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe (CMCs), Siliziumkarbid-Leistungselektronik, additive Technologien und verbessertes Wärmemanagement.

Größere Reichweite durch Dual-Mode-Staustrahltriebwerk mit RDC

Ein typisches luftatmendes Staustrahltriebwerk kann erst in Betrieb genommen werden, wenn das Fahrzeug Überschallgeschwindigkeiten von mehr als Mach 3 erreicht. Die Ingenieure von GE Aerospace hingegen arbeiten an einem Dual-Mode-Staustrahltriebwerk mit RDC, das auch bei niedrigeren Mach-Zahlen betrieben werden kann. Dadurch arbeitet das Flugzeug effizienter und kann eine größere Reichweite erzielen. Mit RDC lässt sich ein höherer Schub effizienter erzeugen bei gleichzeitig kleinerem und leichterem Triebwerks indem der Treibstoff durch Detonationswellen verbrannt wird, anstatt durch ein Standardverbrennungssystem.

Die Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Staustrahlantrieben ist ein wichtiger Ausgangspunkt für weitere wichtige Fortschritte im Bereich der Hyperschalltechnologien, darunter:

  • Hochtemperaturwerkstoffe: GE Aerospace setzt bereits in der Luft- und Raumfahrt Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe in den Hochdruckturbinen von Verkehrsflugzeugen ein. Diese Werkstoffesorgen für eine höhere Temperaturbeständigkeit und Haltbarkeit.
  • Hochtemperatur-Elektronik: Forscher von GE Aerospace haben vor kurzem die wahrscheinlich ersten MOSFETs aus Siliziumkarbid (SiC) vorgeführt, die bei Temperaturen von über 800 °C arbeiten können. Außerdem wurden in jüngster Zeit weitere Fortschritte in der SiC-Technologie erzielt, die eine skalierbare, 600-Grad-Celsius-fähige Elektronik zur Steuerung und Überwachung von Hyperschallfahrzeugen in extremen Hochtemperaturumgebungen ermöglicht.

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