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Das „Composite Cycle Engine“-Konzept

Kolbentriebwerke haben enorme Effizienzvorteile gegenüber Turbomaschinen: Während der Verbrennung im abgeschlossenen Kolbenraum erfolgt ein Druckanstieg, und durch kurze Verweilzeiten werden sehr hohe Spitzentemperaturen ermöglicht. Im Gegensatz dazu bieten Turbomaschinen durch ihre stationäre Operationsweise ein überragendes Leistungsgewicht und Zuverlässigkeit. Ein neues Konzept, das die Vorteile beider Architekturen synergetisch kombiniert, wird bei Bauhaus Luftfahrt untersucht: die „Composite Cycle Engine“.

Das Konzept erinnert auf den ersten Blick an eine konventionelle Turbomaschine, ersetzt aber den Hochdruckteil des Triebwerks durch ein Kolbensystem. Auf diese Weise liefern die leichten
Turbokomponenten den Schub, die Vorverdichtung für die Kolben und extrahieren die Energie aus dem Kernstrom. Das Kolbensystem setzt auf dem Turbozyklus auf und erlangt dabei Drücke und Temperaturen, die von konventionellen Turbofans unerreicht sind. Zwölf Kolbenmaschinen treiben 24 Kolbenverdichter in einer autonomen Einheit an. In dieser Konfiguration laufen die Kolben mechanisch entkoppelt von den Turbowellen und können frei im Kern platziert werden. Gleichzeitig treibt die Niederdruckturbine nur noch den Fan an und kann so kleiner ausgelegt werden.

Dieses neuartige Konzept ermöglicht Spitzendruckverhältnisse von über 300 im Vergleich zu nur etwa 60 bei modernsten Turbofan-Triebwerken. Dadurch sinkt der Kraftstoffverbrauch um 15 %, was die Erreichung der Effizienzziele für 2035 erlaubt, obwohl das Triebwerksgewicht moderat um 30 % steigt. Die Kerntriebwerksgröße kann beibehalten werden. Ebenso können die NOx-Emissionen um 10 % im Vergleich zu modernen Mager-Brennkammern sinken.

  • Das Prinzip: Das Kolbensystem arbeitet im Kern des Triebwerks, wo es die größten Vorteile bringt. Bei hohen Drücken und Temperaturen.Das Prinzip: Das Kolbensystem arbeitet im Kern des Triebwerks, wo es die größten Vorteile bringt. Bei hohen Drücken und Temperaturen.
  • Die Umsetzung: Das Kolbensystem ist im Kerntriebwerk um die Turbokomponenten herum angeordnet. In dieser Anordnung bleibt das Kerntriebwerk nahezu gleich groß.Die Umsetzung: Das Kolbensystem ist im Kerntriebwerk um die Turbokomponenten herum angeordnet. In dieser Anordnung bleibt das Kerntriebwerk nahezu gleich groß.