03.07.2014
FLUG REVUE

Ideen für übermorgenGE arbeitet an revolutionären Triebwerkskonzepten

Impuls-Detonations-Antriebe, Hybridtriebwerke mit Brennstoffzellen, Aggregate mit variablen Nebenstrom- und Druckverhältnissen: Was noch vor nicht allzu langer Zeit wie Science Fiction klang, findet heute teilweise schon in Labors statt.

GE Aviation PDE-Triebwerkstest

Schockwellen mit Überschall sorgen bei PDE-Triebwerken für Schub. Hier ein Laborversuch bei GE. Foto und Copyright: GE Aviation  

 

Wie könnten Triebwerke im Jahr 2050 aussehen? Mit dieser Frage beschäftigt sich Mark Pearson, General Manager Advanced Technology bei GE Aviation. "Sehr vielversprechend sind die Impuls-Detonations-Antriebe", sagt der Ingenieur beim Besuch der FLUG REVUE in Cincinnati. Dieses Prinzip setzt nicht auf eine Verbrennung bei gleich bleibendem Druck, wie sie in heutigen Brennkammern erfolgt (Deflagration), sondern auf eine Explosionsver-brennung. Hier wird der Treibstoff in einer Röhre mit Luft vermischt, entzündet und kontrolliert zur Explosion gebracht.

Die Detonation erzeugt eine Überschall-Schockwelle, die nach dem Rückstoßprinzip für Schub sorgt. Ein solches System benötigt erheblich weniger Teile und sorgt für eine effektivere Verbrennung. Das Prinzip ist ähnlich dem bekannten Argus-Rohr, wie es schon während des Zweiten Weltkriegs bei der Fieseler Fi 103 zur Anwendung kam. Bei einer "Pulse Detonation Engine" (PDE) breitet sich die Schockwelle jedoch mit Überschallgeschwindigkeit aus.

Obwohl das Prinzip wohl verstanden ist, haben die Wissenschaftler der Global Research Center von GE ebenso wie ihre Kollegen bei Pratt & Whitney und anderen Institutionen noch viele Probleme zu lösen. Zunächst liegt eine Schwierigkeit darin, die Explosion ohne enormen Energieaufwand zu starten. Eine Möglichkeit bietet hier der DDT-Prozess (Deflagration to Detonation Transition). Ein entsprechender Versuch bei GE beinhaltete eine Röhre, gefüllt mit einem Luft-Wasserstoff-Gemisch, das von einer Zündkerze wie im Automobilbereich entzündet wird. In regelmäßigen Abständen finden sich Hindernisse in der Röhre, welche die Flamme dazu bringen, ihre Fläche zu vergrößern. Aufgrund der größeren Brennfläche wird die Flamme schneller, bis sie schließlich Überschallgeschwindigkeit erreicht und sich eine Detonationswelle bildet. Die Geschwindigkeit der Druckwelle kann bis zu 1500 Meter pro Sekunde betragen.


WEITER ZU SEITE 2: PDE-Triebwerk schon im Flug erprobt

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flugrevue.de/Patrick Hoeveler


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