Entwicklung der Triebwerke

Strahltriebwerke

Einteilung

Eine mögliche Unterteilung der Strahltriebwerke

• Antriebsart, bei der die zum Überwinden der Bewegungswiderstände bzw. zum Beschleunigen notwendige Kraft (Schub) durch eine Impulsänderung zustande kommt, also bei Wasser, Luft- und Raumfahrzeugen.
• i.e. S. Antriebsart bei Raketen, Luft- und Raumfahrzeugen ohne Luftschraube. Strahlantriebe werden in Luftstrahltriebwerke (die wichtigsten sind die Turbinenluftstrahltriebwerke [TL] und Raketentriebwerke [die wichtigsten sind die Flüssigkeits- und Feststoffraketentriebwerke] gegliedert). Infolge relativ hoher Ausströmgeschwindigkeiten aus der Schubdüse, insbesondere bei ETL und Raketentriebwerken, ist der äußere Wirkungsgrad bei Strahlantrieben bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten sehr schlecht. Der äußere Wirkungsgrad wächst mit abnehmendem Verhältnis von Ausströmgeschwindigkeit und Fluggeschwindigkeit.

• Luftstrahltriebwerke
  • Pulsostrahltriebwerke
  • Strahlturbinen
  • Staustrahltriebwerke
• Raketen
  • Chemische Raketen
    • Feststoffrakete
    • Flüssigkeitsrakete
  • Kernenergierakete
    • atomare Aufheizungsraketen
    • Thermonukleare Raketen
  • Elektrische Raketen
    • Lichtbogen-Plasma Reketen
    • Ionen-Rakete
  • Photonenrakete

siehe auch Entwicklung von Gasturbinenanlagen

René Lorin war der Erste, der den Antrieb eines Luftfahrzeugs mit einem Düsentriebwerk in Erwägung zog.
In der Zeitschrift "L' Aérophile" veröffentlichte er einen Artikel über die Grundlagen des Staustrahlantiebes.
1908 (oder 1913 nach einigen Quellen) erhielt er dafür ein Patent. 1921 erwarb der Franzose Guillaume ein Patent auf eine konstruktive Lösung, die dem späteren Turbinenluftstrahltriebwerk mit Axialverdichter ziemlich nahe kam. Die Idee einer Luftstrahlturbine mit Radialverdichter wurde 1924 vom sowjetischen Ingenieur Basarow patentiert.

Mitte der 1930-er Jahre arbeiteten Einzelpersonen (von Ohain; Whittle) oder Forschungseinrichtungen in Frankreich, Großbritannien, Deutschland und der UdSSR an der Lösung der theoretischen und Praktischen Fragen des Einsatzes von Strahltriebwerken. In den USA und Japan gab es keine nenenswerten Aktivitäten auf diesem Gebiet.

Als erstes Flugzeug mit diesem Antrieb flog am 27.Aug.1939 die von Heinkel gebaute He 178. Erste Serienflugzeuge mit Luftstrahltriebwerk waren die deutsche Me-262 und die G-41 "Meteor" von Gloster in Großbritannien. Beide Maschinen wurden noch im Krieg eingesetzt.
Der zweite Weltkrieg führte durch die Zerstörung von Produktivkräften, durch Material- und Brennstoffmangel zur Stagnation der Entwicklung im Flugzeugbau.

Und Trotzdem: – Ab etwa 1941/2 waren der Kolbenmotorantrieb und Flugzeugentwicklung an die Grenzen ihrer bisherigen Leistungsfähigkeit gestoßen. In der bisherigen Form war praktisch keine Steigerung der Leistungen mehr möglich.
Dies war im wesentlichen auf zwei Ursachen zurückzuführen:

• Eine Verbesserung der aerodynamischen Auslegung war nur noch in ganz geringem Umfang möglich.
• Eine Möglichkeit zur Steigerung der Triebwerksleistng bestand nur noch theoretisch.

Eine weitere Steigerung der Fluggeschwindigkeit erfordert eine Steigerung der Triewbwerksleistung, diese wächst aber im Bereich ab etwa 700 km/h in der dritten Potenz. (Eine Verdoppelung der Geschwindigkeit erfordert eine Steigerung der Triebwerksleistung auf das Achtfache)
Hier brachte erst die Verwendung von Strahltriebwerken einen weiteren großen Fortschritt in der Entwicklung des Flugzeuges. Neben den Strahltriebwerken brachte die Propellerturbine einen weiteren Entwicklungschub.
Erste Flugzeuge mit reinem Strahlantrieb wurden schon im Verlaufe des Krieges eingesetzt. Am 17. Okt. 1947 wurde in den USA mit dem Versuchsflugzeug, X-1 erstmals die Schallgeschwindigkeit überschritten.
Am 2. Mai 1952 begann der Einsatz des ersten strahlgetriebenen Verkehrsflugzeugs, der englischen De Havilland "Comet", die jedoch aufgrund technischer Mängel 1954 für längere Zeit unterbrochen werden mußte. Ab 1956 bis Ende der sechziger Jahre verkehrte zuverlässig die 2-strahlige sowjetische Tu-104. In den sechziger Jahren begann die Entwicklung von Überschall - Verkehrsflugzeugen (Tupolew Tu-144 und "Concorde"). Parallel hierzu wurden Großraum-Flugzeuge mit Unterschallgeschwindigkeit entwickelt, die 300...500 Passagiere befördern können (A-300, Boeing 747, Il-86, DC-10). Die A380 ist im Januar 2005 der Presse vorgestellt worden und ist inzwischen zum Erstlug gestartet. Fluggeschwindigkeiten von über 3 000km/h und größte Flughöhen von über 30 000 m werden heute nur durch Militärflugzeuge (MiG-25, SR-71) erzielt. Die Entwicklung des modernen Flugzeuges ist neben der Leistungserhöhung durch komplexe Entwicklung der Ausrüstung im Interesse größerer Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit gekennzeichnet, wobei die Elektronik eine entscheidende Rolle spielt.

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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 05.06. 2021