Kurz erklärt: New Generation Fighter Engine

Das Future Combat Air System (FCAS) ist das europäische Luftabwehrsystem, das ab 2040 zur Verfügung stehen soll. Deutschland, Frankreich und Spanien arbeiten daran gemeinsam. Das Herzstück ist der New Generation Fighter, ein bemannter Jet neuester Generation.

Die Triebwerksspezialisten MTU Aero Engines, Safran Aircraft Engines und ITP Aero entwickeln das Triebwerk für den New Generation Fighter unter der Leitung von EUMET (European Military Engine Team), einem Gemeinschaftsunternehmen von MTU und Safran. Die MTU übernimmt Verantwortung in ihren Kernkompetenzen Hoch- und Niederdruckverdichter, Verdichterzwischengehäuse sowie für Teile der Regelungssysteme und ist federführend bei Aspekten der Triebwerksinstandhaltung. Safran leitet die Triebwerksauslegung und -integration, ITP Aero ist für die Niederdruckturbine und die Schubdüse zuständig.

Was sind die Kernelemente bei der Entwicklung eines komplett neuen Triebwerks für einen Kampfjet?

Kampfflugzeuge wie der New Generation Fighter werden normalerweise auf ein breites Missionsspektrum ausgelegt, das gleichermaßen Zuverlässigkeit, Vielseitigkeit und Wirtschaftlichkeit erfordert. Damit rücken die zentralen Einsatzfaktoren wie große Reichweite, hohe Geschwindigkeit (meist im Überschallbereich), Manövrierfähigkeit und reduzierte Sichtbarkeit in den Fokus. Aufgrund der Wechselwirkung von Flugzeug und Triebwerk können diese zu Schneeballeffekten in der Auslegung des Systems führen: Denn ein größeres Flugzeug – mit mehreren oder größeren Waffen oder mehr Treibstoff an Bord – benötigt ein größeres bzw. schwereres Triebwerk – was wiederum ein größeres Flugzeug erfordert. Auf Triebwerksebene bringt dies besondere Herausforderungen: Ziel ist ein möglichst großer Schub in einem kompakten und leichten Gehäuse bei gleichzeitig optimiertem Treibstoffverbrauch sowie Wärme- und Energiemanagement.

Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, sind für das zukünftige Triebwerk zahlreiche innovative Technologien angedacht:

• Ein hochbelasteter und störungstoleranter Verdichter sorgt für stabile und optimale Leistung auch unter schwierigen Einsatzbedingungen. Diese Technologie im „Herzen“ des Flugzeugs gewährleistet eine kontinuierliche Versorgung der Brennkammer mit komprimierter Luft.

• Durch den Einsatz moderner Werkstoffe wie fortschrittliche Legierungen und Verbundmaterialien wird die Leistung des Triebwerks auch in völlig neuen Temperaturbereichen gesteigert, während gleichzeitig die Lebensdauer unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen verlängert wird.

• Ein hohes Schub-Masse-Verhältnis ist entscheidend für Kampfflugzeuge, da es ermöglicht, bei minimalem Gewicht hohe Leistung zu erbringen. Dies führt zu einem kompakteren und weniger sichtbaren Flugzeug mit überlegenen Kampffähigkeiten wie kurzen Reaktionszeiten und schnellen Hochgeschwindigkeitsmanövern.

• Das Triebwerk wird über ein modernes Wärme- und Energiemanagement mit Hybridtechnologien für Kernkomponenten verfügen. Es wird zudem für die Grenzwerte im Flugzeugbetrieb optimiert sein.

• Die Architektur mit variablem Kreisprozess (Variable Cycle Engines, VCE) ermöglicht eine flexible Anpassung an Betriebsanforderungen, was zu hohem spezifischen Schub und niedrigem Treibstoffverbrauch führt. Die VCE-Architektur unterscheidet sich von konventionellen Antriebssystemen vorrangig durch einen Verstellmechanismus und einen zusätzlichen Strömungskanal. Mithilfe des Verstellmechanismus regelt die Triebwerkssteuerung, wie viel angesaugte Luft durch die jeweiligen Strömungskanäle und das Kerntriebwerk strömt. Dank dieser variablen Verteilung kann der thermodynamische Zyklus des Triebwerks optimal an die gängigsten Betriebsanforderungen angepasst werden und gewährleistet damit einen hohen spezifischen Schub und niedrigen Treibstoffverbrauch.

• Eine Schubvektordüse verleiht dem Kampfflugzeug außergewöhnliche Manövrier- und Steuerfähigkeit, was insbesondere in Luftkämpfen von Vorteil ist. Die Triebwerksdüse kann den Schub in verschiedene Richtungen lenken, wodurch das Flugzeug schnell und präzise die Flugrichtung wechseln kann.