China zündet Unterwasser-Ramjet zur Bekämpfung von Schiffen
Schmema eines Ramjets. Grafik: Cryonic07, Emoscopes und Wolfkeeperderivative, CC BY-SA 3.0, wikimedia
Nur zwei Jahre haben die Wissenschaftler gebraucht, um das Konzept vom Reißbrett zur Anwendungsreife zu bringen. Wird es die Kriegsführung zur See revolutionieren?
Chinesische Wissenschaftler der Volksbefreiungsarmee haben einen Antrieb entwickelt, der Waffen mit hohen Geschwindigkeiten sowohl durch die Luft als auch durch Wasser ins Ziel bringen kann. Dieser weltweit erste Unterwasser-Ramjet-Motor wird mit Festbrennstoffen betrieben, denen Borverbindungen zugesetzt wurden.
Wie die South China Morning Post betont, haben chinesische Wissenschaftler diese Technologie erstmals vor gerade einmal zwei Jahren vorgeschlagen.
Der Ramjet-Motor wurde ursprünglich für Überschallflüge und -waffen konzipiert, und die Technologie ist auf Sauerstoff zur Aufrechterhaltung der Verbrennung angewiesen. Doch nun wurde der Motor so modifiziert, dass er nicht nur durch die Luft fliegen, sondern auch ins Meer eintauchen kann.
Ramjet für den Einsatz über und unter Wasser
Möglich macht dies der auf dem Element Bor basierende Festtreibstoff, der den zur Oxidation nötigen Sauerstoff nicht nur der Luft, sondern auch dem Wasser entziehen kann. In Labortests hat der Motor bei Unterwasserbetrieb bereits eine Verbrennungseffizienz erreicht, die den praktischen Einsatz ermöglicht.
Bor ist ein leichtes Element, das bereits in Scramjet und Ramjet – Motoren bei einigen chinesischen Überschallwaffen verwendet wird. Wenn Bor auf Luftsauerstoff trifft, verbrennt es intensiv und beschleunigt eine Rakete bis auf mehr als das Fünffache der Schallgeschwindigkeit. Denn Bor weist einen sehr hohen Heizwert auf, der etwa dreimal höher ist als bei Kohlenwasserstoffen
Eine der größten Herausforderungen für das Team Nationalen Universität für Verteidigungstechnologie bestand natürlich darin, das Bor auch im Wasser zu entzünden. Dazu bauten sie einen speziellen Nachbrenner, eine Einspritzung für Wasserdampf und optimierten anschließend die Mischungsverhältnisse von Wasserdampf zu denen anderer Komponenten wie Magnesium und Aluminium, den Hauptbestandteilen von Festbrennstoffen.
Äußerst unangenehme Waffen
Die durch diesen speziellen Antrieb ermöglichten Cross-Medium-Raketen könnten sich bei Seeschlachten künftig als äußerst unangenehme Waffen erweisen. Sie können nämlich hunderte Kilometer mit hoher Überschallgeschwindigkeit in der Luft zurücklegen, um schließlich ins Wasser einzutauchen und dann stark befestigte Ziele wie Flugzeugträger mit Geschwindigkeiten von immer noch über 200 Knoten (rund 370 km/h) wie Torpedos anzugreifen.
Die Wissenschaftler führten ihre Tests in einem Labor durch, das eine Unterwasserumgebung simuliert. Als sie den Anteil des Bor-Treibstoffs in der Treibstoffmischung erhöhten, erreichte der spezifische Impuls des Antriebs 4.712 Newton pro Kilogramm Eigengewicht. Stolz weisen die PLA-Forscher darauf hin, dass dies dreimal effizienter ist als SpaceX’ neuestes Raptor3-Raketentriebwerk.
Weil das unglaublich schien, hat TP nachrechnen lassen: Das Raptor 3 Triebwerk entwickelt etwa 280.000 Kilogramm Schubkraft, was knapp 2,8 Mio. Newtonsekunden entspricht (280.000 kg * 9,81 m/s² = 2.746.800 N). Das Triebwerk selbst wiegt 1.720 kg, woraus ein Schub von 1.534 Newton pro kg Eigengewicht resultiert (2.746.800 N / 1720 kg = 1.534 Ns/kg).
Keine Abwehrmöglichkeit
Zudem zeigten sich die Forscher überzeugt, dass bislang weltweit kein Land die Fähigkeit hat, eine solche Waffe abzufangen. Cross-Medium-Waffen könnten demnach die Kriegsführung zur See erheblich verändern.
Borverbindungen als Treibstoff für derartige Vehikel böten breite Anwendungsmöglichkeiten, schrieben die Wissenschaftler weiter. Der Motor laufe stabil. Als Nächstes soll der Bor-Anteil im festen Treibstoff noch erhöht und die Verbrennung des Motors weiter optimiert werden, um die Schubkraft weiter zu steigern.