Was ist ein Gasturbinentriebwerk?

Ein Gasturbinentriebwerk verwendet ein unter Druck stehendes Gas, um eine Turbine und einen Kompressor zu drehen. Im Inneren des Motors wird Kraftstoff gezündet, um die Temperatur und den Druck des Gases zu erhöhen. Dadurch wirkt das Gas mit einer höheren Geschwindigkeit auf die Turbine. Gasturbinentriebwerke werden verwendet, um viele Flugzeuge und Boote anzutreiben, und wurden in letzter Zeit in einigen Kampfpanzern verwendet.

Eine Turbine nutzt die Energie einer strömenden Flüssigkeit, um ein Rad zu drehen. Das Konzept einer Turbine existiert seit vielen Jahren; Windmühlen und Wasserräder sind einfache Beispiele. Bewegte Luft streicht über die schrägen Flügel einer Windmühle, wodurch sich das Rad dreht. Wie bei vielen Kraftwerken können auch Turbinen mit Dampf eingesetzt werden. Die Turbine in einem Gasturbinentriebwerk verwendet jedoch Hochdruckluft zum Rotieren.

Der norwegische Ingenieur Aegidius Elling erhielt 1884 ein Patent für eine Gasturbine. Sein erstes Turbinenmodell, das mehr Leistung produzierte als es verbrauchte, wurde 1903 vorgestellt. Ellings Konstruktion schloss einen sich drehenden Luftkompressor an die Turbine, ein heute weit verbreitetes Merkmal. Er glaubte, dass das Gasturbinentriebwerk zum Antrieb von Flugzeugen verwendet werden könnte, wenn hitzebeständigere Materialien gefunden würden.

Die Hauptteile eines Gasturbinentriebwerks sind der Verdichter, der Verbrennungsbereich und die Turbine. Luft tritt mit normalem Druck in den Kompressor ein und wird dann komprimiert. Im Verbrennungsbereich wird ein Brennstoff verbrannt, um die Temperatur und den Energiegehalt der Luft zu erhöhen. Das Hochtemperatur- und Hochdruckgas wird dann gezwungen, das Triebwerk zu verlassen und die Turbine auf ihrem Weg nach außen zu drehen. Eine Vollwelle verbindet Kompressor und Turbine – die Rotation der Turbine wird verwendet, um den Kompressor zu drehen, was den Motor insgesamt effizienter macht.

Die Welle, die den Verdichter mit der Turbine verbindet, kann zum Antrieb zusätzlicher Geräte verwendet werden oder nicht. In einem Strahltriebwerk besteht das Verfahren zum Erzielen von Schub darin, das Abgas mit einer hohen Geschwindigkeit auszustoßen, wodurch das Flugzeug nach vorne geschoben wird. Bei Fahrzeugen ohne Schubantrieb kann die Drehwelle für mechanische Arbeiten verwendet werden. Der M1 Abrams Panzer der United States Army verwendet zu diesem Zweck ein Gasturbinentriebwerk. In diesem Fall wird der Gasstrom verwendet, um eine Welle zu drehen, die die Laufflächen des Tanks antreibt.

Ein Gasturbinenmotor hat mehrere Vorteile gegenüber dem Motortyp, der in den meisten Automobilen zu finden ist. Vor allem hat es ein besseres Leistungsgewicht. Gasturbinenmotoren sind auch für eine gegebene Leistung kleiner als ihre Automobilgegenstücke. Diese Gründe erklären, warum viele Hubschrauber und Flugzeuge diesen Motortyp verwenden.