China steigert Nachbrennereffizienz von Kampfjets auf fast 100 %

Bodentests zufolge steigert die neue Technologie die Effizienz des Nachbrenners auf 99 Prozent, was der Treibstoffeffizienz bei Langstreckenflügen entspricht. Zudem reduziert sie die Triebwerksvibrationen bei maximaler Betriebslast um 80 Prozent und minimiert so das Risiko von Flugzeugschäden.

Bei aktiviertem Nachbrenner kann der Treibstoff direkt in den Abgasstrom eingespritzt werden, ohne die Brennkammer zu passieren. Dies verleiht dem Flugzeug sofort deutlich zusätzlichen Schub. Allerdings verringert sich dadurch auch die Verbrennungseffizienz um rund 90 Prozent und es entstehen Vibrationen, die die Motorstabilität beeinträchtigen können.

Das US-Militär schreibt vor, dass der Nachbrenner seines neuesten Tarnkappenjägers F-35 nur etwa eine Minute lang ununterbrochen eingeschaltet sein darf, um Schäden zu vermeiden. Selbst die leistungsstärkere F-22 mit zwei Triebwerken verbraucht bei eingeschaltetem Nachbrenner dreimal so viel Treibstoff. Aufgrund der unvollständigen Verbrennung färben sich die Abgase rot und stoßen manchmal schwarzen Rauch aus.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, hat das Team um den Ingenieur Wang Shiqi eine innovative Kraftstoffdüse entwickelt. Der Kraftstoff fließt gepulst in einer Z-förmigen Bahn durch die Düse und wird in verschiedenen Winkeln versprüht.

Dieses Design sorgt dafür, dass die Kraftstofftröpfchen eine Fächerform bilden und sich so besser mit der Luft vermischen. Wang und seine Kollegen haben ihre Erfindung eine „selbsterregte Schwenkdüse“ genannt.

Die neuesten Fortschritte und technischen Details wurden am 6. November in der von Experten begutachteten Zeitschrift Acta Aeronautica et Astronautica Sinica veröffentlicht.

„Es kann einen frequenzgesteuerten Strahlfluss mit sich kontinuierlich ändernder Sprührichtung am Auslass erzeugen, wobei es sich nur auf den Eingangsöldruck ohne bewegliche oder elektromagnetische Komponenten verlässt, und eine gute Kraftstoffzerstäubung und einen weiten räumlichen Verteilungsbereich erreichen kann“, schrieb Wangs Team in dem Artikel.

Die Erfindung wurde patentiert und beim Innovationswettbewerb für junge Wissenschaftler der China Aero-Engine Group 2022 mit einer Goldmedaille ausgezeichnet.

„Als wir das Projekt starteten, waren wir nicht sicher, ob wir Erfolg haben würden. Nach so vielen Jahren ohne Durchbruch war ich mir auch nicht sicher, aber überraschenderweise erhielten wir dennoch Ermutigung und Unterstützung“, sagte Wang im April letzten Jahres der People's Daily.

Ngoc Anh (laut SCMP)