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Wie 3D-Druck Scramjets wieder aufleben lassen könnte

Scramjets gibt es seit den frühen 1990er Jahren. Doch hohe Kosten und diverse Probleme haben bis heute den Durchbruch dieser Fluggeräte verhindert. Mit Hilfe von additiven Fertigungsverfahren könnte sich das in Zukunft jedoch ändern.

Scramjets sind Luftfahrzeuge die eigentlich (in der Theorie) äußerst einfach funktionieren: Luft wird durch einen großen Lufteinlass gesammelt und durch eine enger werdende Geometrie verdichtet. Dann wird noch Treibstoff eingesprüht und das Luft-Treibstoff-Gemisch wird gezündet. Doch dieses Verfahren hat Probleme: erst aber etwa Mach 5 wird die Luft in ausreichender Menge hineingedrückt. Als Alternative gibt es noch Ramjets (mit Staustrahltriebwerken), diese haben allerdings das Problem, dass sie nur bis ca Mach 3 funktionieren und dann das Luft-Treibstoff-Gemisch zu schnell durch das Triebwerk bewegt wird um noch korrekt verbrennen zu können. Daher ist es bisher gängige Praxis, einen Scramjet auf eine Rakete zu montieren um ihn auf die notwendige Geschwindigkeit zu beschleunigen. Das ist natürlich teuer und sehr aufwendig und hat eine schnelle Entwicklung der Scramjets bisher ausgebremst.

Grundsätzlich ist die Idee daher, einen Scramjet so zu bauen, dass er auch bei höheren Geschwindigkeiten noch funktioniert. Dafür sind jedoch besonders komplexe Geometrien im Triebwerk notwendig, die mit herkömmlichen Verfahren kaum zu fertigen (und falls doch extrem teuer) sind könnte man 3D-Druck dafür einsetzen.

Aerojet Rocketdyne und Northrop Grumman haben sich aus dem Grund mit Lockheed Martin und Raytheon zusammen getan um an additive hergestellten Bauteilen für Scramjets bzw Ramjets herzustellen. In Zukunft sollen so Prototypen entwickelt werden die dann auch von den USA (in Form der DARPA) gefördert und weiterentwickelt werden könnten.

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