Das U.S. Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) hat erfolgreiche Tests eines experimentellen unbemannten Luftfahrzeugs bekannt gegeben, das mit einem Antriebssystem ausgestattet ist, welches mittels additiver Fertigungsverfahren hergestellt wurde. Wie unter Berufung auf eine offizielle Erklärung der US-Armee berichtet wird, haben Forscher im Rahmen eines neuen Forschungsprogramms einen weiterentwickelten Schweröl-Rotationsmotor entwickelt, um die wesentlichen Einschränkungen moderner Drohnen hinsichtlich Reichweite, Nutzlastkapazität und Autonomie zu überwinden.

Hybride Architektur: Rotationsmotor und 400-Volt-System

Nach Angaben der US-Armee handelt es sich bei dem neuen Antrieb um ein seriell-hybrides System, bei dem ein Schweröl-Rotationsmotor in ein elektrisches 400-Volt-Teilsystem integriert ist. Diese Konfiguration soll laut den Entwicklern Operationen zum senkrechten Start und Landen (VTOL) unter schwierigen Bedingungen unterstützen. Der in die Einheit integrierte Motor-Generator wandelt die mechanische Energie des Rotationsmotors in elektrische Energie um, wodurch die Leistung flexibel zwischen den Traktionskreisen und den Bordverbrauchern verteilt werden kann.

Strömungssimulation und 3D-Druck als Schlüsselwerkzeuge

Programmleiter Chol-Bum Kweon erklärte, dass die Forscher zur Lösung der Probleme einer effizienten Schwerölverbrennung im Rotationsmotor fortschrittliche numerische Strömungsmechanik (CFD) eingesetzt haben. Infolgedessen wurden das Kraftstoffeinspritz- und Verdampfungssystem verbessert sowie Verluste durch Druckluft und Kraftstoffdampf minimiert — Faktoren, die den Wirkungsgrad solcher Anlagen traditionell verringerten. Der Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung von Antriebskomponenten ermöglichte komplexe geometrische Formen von Kanälen und Kammern, die mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden nicht erreichbar sind, was sich direkt auf die aerodynamischen Eigenschaften des Motors auswirkte.

Ziele des Programms: Autonomie, Höhe und Nutzlast

«Das Programm löst kritische Leistungs- und Antriebsprobleme, die es Drohnen ermöglichen sollen, länger und schneller zu fliegen, in größeren Höhen zu operieren, schwerere Nutzlasten zu transportieren und unter extremen Bedingungen zu arbeiten», sagte Kweon. Der Umstieg auf Schwerflugkraftstoff erweitert im Gegensatz zu leichten Flugbenzinen die logistischen Möglichkeiten: solche Kraftstoffe sind im Feldeinsatz einfacher zu lagern und zu transportieren, und ihre Energiedichte ist höher. Dies ist besonders relevant für taktische Drohnen, die fernab der Basisinfrastruktur operieren müssen.

Technologietransfer an militärische Partner

In der Erklärung der US-Armee wird darauf hingewiesen, dass die neue Drohne militärischen Partnern für weitere Experimente und gemeinsame Entwicklungen zur Verfügung gestellt wird. Dies verdeutlicht Washingtons Absicht, die Ergebnisse des Programms über interne Tests hinaus zu verbreiten und Verbündete in die Weiterentwicklung der Plattform einzubeziehen. Auf veröffentlichten Aufnahmen ist der graue Rumpf einer Drohne mit der Aufschrift «U.S. ARMY» und dem DEVCOM-Logo zu sehen, die auf einem grünen Metallrahmen im Gelände montiert ist; die obere Verkleidung ist abgenommen und gibt den Blick frei auf ein komplexes Bündel von Rohrleitungen, Kabelbäumen und Rotationsmotorteilen, wie es für Prototypen in der Bodentestphase typisch ist.

Kontext: Technologierennen im Segment der Kampf- und Aufklärungsdrohnen

Die Entwicklung von Hybridantrieben für Drohnen ist vor dem Hintergrund des aktiven Einsatzes von Drohnen in modernen Konflikten zu einem vorrangigen Bereich für die Streitkräfte mehrerer Länder geworden. Die Verlängerung der Flugdauer und die Erhöhung der Nutzlastkapazität erweitern den taktischen Einsatzradius von Drohnen direkt und ermöglichen den Transport schwererer Nutzlasten — von Aufklärungssystemen bis hin zu Lenkwaffen. Das DEVCOM-Program fügt sich in den breiteren Kontext der Bemühungen der US-Armee ein, eine neue Generation taktischer unbemannter Systeme zu schaffen, die in Umgebungen operieren können, in denen traditionelle Luftfahrt und Bodenfahrzeuge in ihrer Verwendung eingeschränkt sind.