“Bahnbrechender” Hyperschall-Antrieb wird 2025 erstmals fliegen
"Dieses Triebwerk macht die Hyperschall-Wirtschaft zur Realität": Davon ist Andrew Duggleby, CEO von Venus Aerospace, überzeugt. Der revolutionäre Antrieb seines Unternehmens soll Hyperschallreisen möglich machen und dabei sogar die Concorde in den Schatten stellen. Bereits 2025 soll eine erste Hyperschalldrohne damit fliegen.
Der Antrieb namens VDR2 ist eine Mischung aus einem Umlauf-Detonationstriebwerk (RDRE) und einem Ramjet bzw. Staustrahltriebwerk. Damit sollen Reisegeschwindigkeiten von bis zu Mach 4, also 4.900 km/h erreicht werden. Ein Flug von London nach Houston, Texas, ist somit in unter 2 Stunden möglich. Zum Vergleich: Die Höchstgeschwindigkeit der Concorde lag bei knapp 2.200 km/h.
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Ohne bewegliche Teile
VDR2 liefert eine anhaltende Schubkraft von 2.000 Pfund (ca. 900 Kilo) und kommt dabei noch ohne bewegliche Teile aus. Im Grunde ist es eine leere Röhre, in die der Treibstoff eingespritzt wird. Eine Turbine, dessen Schaufeln sich bei herkömmlichen Strahltriebwerken drehen, fehlt vollständig.
Ein Querschnitt des VDR2-Triebwerks.
© Venus Aerospace
Bei einem Staustrahltriebwerk wird die der Luft nicht durch Turbinenschaufeln komprimiert. In das Triebwerk strömt schnell Luft ein, durch den Aufbau des Triebwerks verdichtet sie sich selbst. Dann erst wird der Brennstoff zugemischt, der sich entzündet. Das so entstehende expandierende Gas tritt nach hinten aus und erzeugt den Schub.
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Der Nachteil: Staustrahltriebwerke funktionieren erst bei hohen Geschwindigkeiten, teilweise erst bei Überschallgeschwindigkeit. Außerdem stellen sie eine Herausforderung für das Material dar, da sich das Innere der Triebwerke auf über 2.000 Grad Celsius erhitzen kann.
Bei niedrigen Geschwindigkeiten verbrauchen sie sehr viel Treibstoff, erst bei Überschallgeschwindigkeiten arbeiten sie effizient. Fluggeräte mit Staustrahltriebwerke werden daher meist mit Booster-Raketen auf die entsprechende Geschwindigkeit gebracht.
Umlauf-Detonationstriebwerk als Stütze
Venus Aerospace setzt allerdings auf ein Umlauf-Detonationstriebwerk, das ebenfalls ohne bewegliche Teile auskommt. Diese Art eines Raketentriebwerks besteht bei Venus Aerospace aus 2 Zylindern, wobei sich ein kleinerer Zylinder innerhalb eines größeren Zylinders befindet. In den Spalt dazwischen wird ein Kraftstoff mit Oxidationsmittel eingespritzt und gezündet. Die Detonation verursacht dabei eine Schockwelle, die sich mit Überschallgeschwindigkeit ausbreitet. Erst ab dieser Geschwindigkeit spricht man von einer Detonation - darunter von einer Deflagration.
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Die Schockwelle breitet sich dabei wie eine Schnecke rund um den kleineren Zylinder aus. Anders als bei Puls-Detonationstriebwerken können mehrere Detonationswellen gleichzeitig den Brennkanal durchlaufen, was einen kontinuierlichen Schub ermöglicht. Ein Vorteil bei Umlauf-Detonationstriebwerken ist auch die Treibstoffeinsparung von bis zu 15 Prozent.
Antrieb für Stargazer
Das Ziel ist, den Antrieb in Zukunft für das Überschallflugzeug Stargazer von Venus Aerospace einzusetzen. Das Flugzeug verfügt dabei über einen normalen Jetantrieb, mit dem es abhebt und die Passagiere auf eine Flughöhe von gut 50 Kilometern bringt. Erst dort soll der VDR2-Antrieb aktiviert werden. Auch für militärische Nutzung ist die Entwicklung geeignet.