Neue Antriebe für den Luftverkehr 30.04.2024, 15:31 Uhr

Nasa: Kleines Triebwerk, große Wirkung für nachhaltige Flugzeuge

Mithilfe eines kleinen, voll funktionsfähigen Triebwerks will die Nasa neue Antriebe entwickeln, die den Flugverkehr nachhaltiger und leiser machen.

Nasa Triebwerk

Mithilfe dieses kleinen Triebwerks will die Nasa nachhaltige Flugzeugantriebe der Zukunft entwickeln.

Foto: NASA/Bridget Caswell

Die Entwicklung eines neuen Triebwerkssystems für Flugzeuge ist ein umfangreiches Unterfangen, das viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit erfordert. Aktuell gibt es starke Bemühungen, die Luftfahrt nachhaltiger zu gestalten. In diesem Rahmen hat die Nasa mit einem kleinen, voll funktionsfähigen Düsentriebwerk experimentiert, um die nachhaltige Luftfahrttechnologie weiterzuentwickeln.

Das Triebwerk trägt den Namen DGEN380 Aero-Propulsion Research Turbofan (DART) und wird im Aero-Acoustic Propulsion Laboratory des Glenn Research Centers in Cleveland entwickelt. Es ist besonders kompakt und misst nur 1,3 Meter, was es fast halb so groß macht wie die Triebwerke in mittelgroßen Flugzeugen. Und im Vergleich zu einem Triebwerk für die Boeing 777 ist es ein echter Winzling. Dieses ist über sieben Meter lang und hat einen Durchmesser von rund dreieinhalb Metern.

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Schub von 2,5 Kilonewton

Wie gerade beschrieben, ist das Triebwerk nur knapp über einen Meter lang, was einige Vorteile mit sich bringt. „Die geringe Größe von DART macht es so attraktiv. Es ist eine großartige Möglichkeit, eine neue Technologie zu erforschen, die noch nicht das Niveau eines groß angelegten Betriebs erreicht hat“, sagte Dan Sutliff, der die Forschung für das Triebwerk bei der Nasa Glenn koordiniert.

Das Triebwerk ist zwar klein, aber voll funktionsfähig. Es wurde von der französischen Firma Price Induction, die heute Akira heißt, gebaut und 2017 von der Nasa gekauft. Trotz seiner kompakten Größe ist das Triebwerk leistungsstark und kann einen Schub von rund 2,5 Kilonewton erzeugen. Das DGEN 380 besteht aus fünf Hauptkomponenten: einer Hochdruckturbine, einer Hochgeschwindigkeitswelle, einem Verdichter und einer Niederdruckturbine.

Perfekt für die Erprobung von Triebwerken der nächsten Generation

Das DART-Triebwerk zeichnet sich durch sein hohes Nebenstromverhältnis aus. Bei dieser Konstruktion wird ein großer Teil der einströmenden Luft am Kern des Triebwerks vorbeigeführt. Ein solches Merkmal findet man normalerweise bei größeren Triebwerken, die in Verkehrsflugzeugen eingesetzt werden.

Erstaunlicherweise trägt dieses Design nicht nur zu einer höheren Treibstoffeffizienz bei, sondern reduziert auch die Lärmentwicklung. Damit nähert sich das DART-Triebwerk seinen größeren Pendants in der kommerziellen Luftfahrt an. Dank dieser fortschrittlichen Eigenschaften eignet sich DART hervorragend für die Erprobung von Antriebstechnologien der nächsten Generation.

Nasa will bis 2030 treibstoffeffiziente Düsentriebwerke entwickeln

Die Ingenieure der Nasa haben sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 ein neues, treibstoffeffizientes Triebwerk mit kleinem Kern für Verkehrsflugzeuge zu entwickeln. Das DART-Triebwerk soll dabei zum Einsatz kommen. Wenn die aktuellen Tests der Technologie erfolgreich verlaufen, sollen im nächsten Schritt umfangreichere Tests in größeren und fortschrittlicheren Einrichtungen wie den Windkanälen der Nasa durchgeführt werden.

„DART ist eine entscheidende Schnittstelle zwischen dem ersten Entwurf und den Windkanaltests. Technologien, die hier überzeugen, haben gute Chancen, in zukünftige Flugzeugtriebwerke integriert zu werden. Der Prüfstand ermöglicht es der Nasa, Ressourcen effizient zu nutzen und einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten“, so Sutliff in einer Pressemitteilung.

DART dient nicht nur als Prüfstand zur Bewertung von Triebwerksgeräuschen, Triebwerksschutzbeschichtungen, Sensoren und anderen Instrumenten, sondern hat in der Vergangenheit auch wertvolle Dienste geleistet. Es hat dem Forschungsteam der Nasa zum Beispiel geholfen, besser zu verstehen, wie Materialien dazu beitragen können, Triebwerksgeräusche zu minimieren. Dieses Wissen ist entscheidend für die Entwicklung der nächsten Generation lärmarmer Flugzeuge.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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