Purdue Universität treibt Hyperschallforschung mit 3D-gedruckten Scramjet-Prototypen voran

Mit den Fortschritten in der Luft- und Raumfahrttechnologie verschiebt die Forschung der Purdue University weiterhin die Grenzen der Hyperschallfahrt. Mit Hilfe modernster 3D-Drucktechnologie haben Forscher des Purdue Applied Research Institute (PARI) erfolgreich voll funktionsfähige Prototypen von Überschall-Staustrahltriebwerken (auch bekannt als Scramjets) hergestellt. Diese innovativen und leistungsstarken Triebwerke haben das Potential, zukünftige Flugzeuge mit Hyperschallgeschwindigkeiten von über Mach 5 anzutreiben.

Unter der Leitung des Hypersonic Advanced Manufacturing Technology Center (HAMTC) an der Purdue-Universität bedeutet dieser Durchbruch einen gewaltigen Sprung nach vorn in der Hyperschallindustrie. Denn die neue Scramjet-Konstruktion bietet einen kosteneffizienten und zeitsparenden Ansatz für die Herstellung von Prototypen und die Fertigung in der Praxis.

Scramjet an Purdue’s Maurice J. Zucrow Laboratorien

Scramjets sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie von entscheidender Bedeutung, da sie die Verbrennung bei unglaublich hohen Geschwindigkeiten aufrechterhalten können, so dass Flugzeuge über Mach 2 hinaus fliegen können. Diese Geschwindigkeit zu erreichen, ist oft eine besondere Herausforderung. Nick Strahan, leitender Testingenieur am HAMTC, beschreibt die Aufgabe als „das Anzünden einer Kerze in einem Wirbelsturm“, da die Flammen mit hoher Geschwindigkeit aufrechterhalten werden müssen. Dank innovativer Brennkammerkonstruktionen und effizienter Treibstoffverbrennungstechniken haben die Purdue-Forscher diese Herausforderungen mit dem Scramjet jedoch gemeistert und den Weg für beispiellose Fortschritte in der Luft- und Raumfahrttechnologie geebnet.

Die Rolle der additiven Fertigung in der Herstellung von Scramjet

Zu den Schlüsselelementen, die diese Innovation vorantreiben, gehört der Einsatz der 3D-Drucktechnologie von Purdue, einschließlich des GE Concept Laser X Line 2000R, der dank seines Fassungsvermögens von 160 Litern als eine der größten Metalllaser-Pulverbettlösungen der Welt gilt. Dieser großformatige Metalldrucker rationalisiert nicht nur den Herstellungsprozess, sondern ermöglicht auch die Erstellung der hochkomplexen Designs, die für die Motoren benötigt werden. Der 2000R minimiert auch die Anzahl der Teile und optimiert so die Leistung bei gleichzeitiger Vereinfachung der Produktion und ermöglicht eine Gewichtsreduzierung bei voller Funktionalität der Motoren. Der geschäftsführende Direktor des HAMTC, Michael Sangid, erklärte zum Erfolg dieses Projekts:

Das Scramjet-Pilotprojekt ist ein hervorragendes Beispiel für unsere vertikal integrierten Fähigkeiten. Wir sind in der Lage, aus Rohpulver innerhalb weniger Monate repräsentative Testdaten eines einsatzfähigen Prototyps zu erzeugen. Dadurch wird die Flexibilität der additiven Fertigung in die Konstruktion des Bauteils eingebracht und die Effizienz gesteigert.“

Purdue-Studenten arbeiten in der Hypersonics and Applied Research Facility von Purdue.

Die Hypersonic-Forschung von Purdue hat über den technischen Fortschritt hinaus erhebliche Auswirkungen auf die nationale Sicherheit und Verteidigung. Die verbesserte Produktionsgeschwindigkeit und Kosteneffizienz senken nicht nur die Kosten, sondern tragen auch dem wachsenden Bedarf der Nation an fortschrittlichen Hyperschalltechnologien Rechnung. Durch die Einbeziehung von Studenten in alle Projektphasen – vom Entwurf über die Herstellung bis hin zu den Tests – wird dieses Projekt außerdem dazu beitragen, eine neue Generation mit den begehrten, fortgeschrittenen Hyperschallfähigkeiten heranzubilden, um der wachsenden Industrie gerecht zu werden. Wenn Sie mehr über dieses Projekt erfahren möchten, klicken Sie HIER.

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*Bildnachweise: Purdue University