Chimera Hybrid-Antrieb: In 90 Minuten von Paris nach New York dank Rekordantrieb

1976 stellte die US Air Force mit der SR-71 Blackbird einen Geschwindigkeitsrekord für Turbinenflugzeuge auf und erreichte dabei Geschwindigkeiten von bis zu Mach 3.3 – ein Wert, der bisher unerreicht blieb. Das in Atlanta ansässige Unternehmen Hermeus hat es sich nun zum Ziel gesetzt, diesen Rekord zu brechen. Der dafür entwickelte Chimera Hybrid-Antrieb kann zwischen einem lowspeed Turbojet-Antrieb und einem Überschall-Ramjet-Antrieb wechseln und soll die Mach-4-Marke knacken. Unterstützt wird das Unternehmen erneut von der US Air Force.

Unbemannte Drohne auf Rekordjagd

Untergebracht werden soll der Antrieb in Project Quarterhorse, einer ferngesteuerten Drohne, mit der Hermeus schneller fliegen will als je ein Düsenjet zuvor. Das ganze Vorhaben konnte erst 2021 Investoren sichern – die Geschwindigkeit, mit der die Entwicklung vorangetrieben wurde und wird ist also enorm. Nach Angaben von Hermeus befindet man sich auf gutem Weg dazu, den Geschwindigkeitsrekord bereits nächstes Jahr einzustellen.

Damit dies möglich ist, wird ein Antrieb benötigt, der dem der Blackbird gleicht: Ein Hybrid-Antrieb, der in zwei Stufen operieren kann. Maximaler Vortrieb im Überschallflug ist eine Angelegenheit für Ramjet-Antriebe. Diese funktionieren allerdings nur bei Druck und Temperaturen, die bei Geschwindigkeiten von mindestens dreifacher Schallgeschwindigkeit erreicht werden.

Wie auch schon die SR-71 setzt auch Hermeus bei der Entwicklung des Antriebs, den das Unternehmen auf den Namen „Chimera“ getauft hat, auf einen Hybridantrieb. Dieser kombiniert einen Ramjet-Antrieb für den Hochgeschwindigkeitsflug mit einem Turbojet für die „langsameren“ Flugphasen. Der Turbojet läuft sogar wenn das Luftfahrtzeug stillsteht und kann Quarterhorse so sowohl am Boden bewegen als auch in die Luft bringen. Dort soll dieser Teil des Antriebs dann auf eine Geschwindigkeit von Mach 3 beschleunigen. Anschließend wird die eintretende Luft um den Turbojet herum zum Ramjet geleitet. Dieser komprimiert die Luft dann, entzündet sie und beschleunigt die Drohne weiter bis zur Höchstgeschwindigkeit.

Erfolgreiche Tests im Labor

Das Team testete den Antrieb im letzten Jahr im Notre Dame Turbomachinery Lab (NDTL), wo eine Fluggeschwindigkeit von Mach 4 simuliert werden kann. Die Ingenieure ließen den Antrieb vornehmlich nachts laufen, da er einen sehr hohen Energiebedarf hat und so die Stromkosten niedrig gehalten werden konnten. Die Tests erstreckten sich über insgesamt fünf Monate. Anschließend konnte Hermeus bekannt geben, dass ein stabiler Übergang zwischen dem Turbojet und dem Ramjet erreicht werden konnte.

„The Notre Dame facility allowed us to create conditions similar to what we’ll see in flight. Completing this testing on the ground significantly de-risks our Quarterhorse flight test campaign which will begin late this year„, so Glenn Case, Mitgründer und Technology Officer von Hermeus.

NDTL-Direktor Joshua Cameron sagte über die Tests: „We are pleased that Hermeus chose NDTL as their partner for this exciting test program. I am also so proud of my team for developing the facility and executing a successful test campaign on a very aggressive schedule.“

Neben Quarterhorse plant Hermeus mit dem Projekt Darkhorse eine größere unbemannte Plattform, die einen Pratt & Whitney F100 Antrieb aus einem F16-Kampfjet als Turbojet-Stufe verwenden wird. Darkhorse soll in der Lage sein, stabilen Überschallflug mit einer Geschwindigkeit von Mach 5 zu ermöglichen.

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Zivile Luftfahrt: In 90 Minuten von Paris nach New York

Das endgültige Ziel von Hermeus ist allerdings nicht militärisch. Die letzte Stufe der Entwicklung sieht den Bau eines Mach-5-Überschall-Airliners für die kommerzielle Luftfahrt vor. Dieser soll über eine Titanium-Hülle verfügen und eine Reichweite von 7400 Kilometer ermöglichen. So könnten die bis zu 20 Passagiere auf insgesamt 125 verschiedenen transozeanischen Routen befördert werden. Dieses Airliner-Projekt hört auf den Namen „Halcyon“ und wäre in der Lage, die Strecke zwischen Paris und New York in 90 Minuten in einer Höhe von 90.000 Fuß (knapp 27.500 Metern) zurücklegen.

Damit wäre Hylcyon fünf Mal schneller als jeder aktuell verfügbarer Airliner. Bisher klingt das alles noch nach ferner Zukunftsmusik, zumal bemannte Airliner für die zivile Luftfahrt mit solch einem Antrieb wesentlich schwieriger zu konstruieren sind als unbemannte Drohnen. Und nach der Entwicklung und dem Bau muss der Airliner noch für die zivile Luftfahrt zertifiziert werden – in solch einem Fall kein leichtes Unterfangen. Ganz zu schweigen von der folgenden Serienproduktion sowie der Klärung der Nutzungserlaubnis des zivilen Luftraums mit derart hohen Geschwindigkeiten.

Allerdings darf nicht verschwiegen werden, dass Hermeus seit der Gründung 2018 beeindruckende Fortschritte machen konnte. Was das Team noch erreichen kann, bleibt abzuwarten.

via Hermeus