US Navy feiert Durchbruch bei Ramjet-Technologie

Die US Navy hat zum ersten Mal einen erfolgreichen Test mit einem Feststoff-Ramjet durchgeführt, der von einem unbemannten Flugzeug in die Luft gebracht wurde. Laut Navy hat der Antrieb das Potenzial, ein "Game Changer" auf dem Schlachtfeld zu werden.

Der Test umfasste auch den Einsatz des Feuerleitsystems der BQM-34-Drohne, auch bekannt als Firebee.

Dass eine unbemannte Drohne einen Ramjet abschießen kann, ermöglicht es den US-Streitkräften, Ziele aus großer Entfernung zu bekämpfen. "Obwohl die Feststoff-Ramjet-Technologie nicht neu ist, beweist dieser Test ihre Relevanz auf dem modernen Schlachtfeld", schreibt die Navy auf ihrer Webseite.

Was ist ein Ramjet?

Bei Ramjets, auch bekannt als Staustahltriebwerk, strömt Luft in das Triebwerk ein und wird dort verdichtet. In die verdichtete Luft wird dann Treibstoff eingespritzt und entzündet. Dadurch dehnt sich das Gasgemisch aus und tritt am Auslass aus, wodurch Schub erzeugt wird. Anders als bei Düsentriebwerken kommen Ramjets ohne bewegliche Teile aus, was sie sehr wartungsarm macht.

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Ein Ramjet kann aufgrund seiner Bauweise nicht aus dem Stand gestartet werden. Damit genügend Luft in die Brennkammer strömt, muss er bereits auf eine gewisse Geschwindigkeit beschleunigt werden. Das erledigt eine Starterrakete oder in diesem Fall eine Drohne. Seine maximale Effizienz erreicht das Triebwerk im Bereich von Mach 3 (ca. 3.700 km/h).

Vorteile von festem Treibstoff

Normalerweise dient als Treibstoff Kerosin, aber auch flüssiger Wasserstoff kann als Treibstoff dienen. In beiden Fällen wird durch den flüssigen Treibstoff die Komplexität des Antriebs erhöht. Ein fester Treibstoff führt zu einer erheblichen Gewichtsreduktion, sodass die Raketen mit diesem Antrieb weiter fliegen können bzw. mehr Nutzlast transportieren können.

Als Treibstoff können hier Metallpartikel (Aluminium, Magnesium, Bor) eingesetzt werden, die in einer Art gummiartigen Träger (HTPB) eingelassen sind. Der Treibstoff wird dann entlang der Wand der Brennkammer gegossen. Die "Treibstoffeinspritzung" entsteht dann dadurch, weil sich durch die heiße Druckluft Treibstoffpartikel von der Wand lösen.

Anders als bei Ramjets mit flüssigem Treibstoff können bei jenen mit festem Treibstoff keine Flammenabrisse auftreten. Dabei könnten technische Anomalien dazu führen, dass die Flamme in der Brennkammer erlöscht und gefährliche Triebwerksausfälle verursacht. Anders als bei flüssigem Treibstoff kann allerdings nicht kontrolliert werden, wie viel Festtreibstoff in die Kammer eintritt.  Feststoff-Ramjets haben daher nur eine begrenzte Geschwindigkeitskontrolle.

Geschwindigkeit kaum kontrollierbar

Im Falle der militärischen Anwendung als Raketentriebwerk ist das allerdings nicht von großer Bedeutung. "In den 70er- und 80er-Jahren wurde viel in die Feststoff-Ramjet-Technologie investiert, aber wir machen sie heute zu einer modernen Antriebslösung für die Flotte", sagt Ephraim Washburn von der Naval Air Warfare Center Weapons Division. "Das ist eine kampftaugliche Technologie", so Washburn. "Wir arbeiten daran, ihre Reichweite, Ausdauer und Zielgenauigkeit zu verbessern."