Wie funktioniert ein Jet-Triebwerk?

Die Gasturbine oder das Strahltriebwerk war die erste Alternative zum Propeller als Mittel zur Bereitstellung von Schub, um ein Flugzeug durch den Himmel zu bewegen. Wie die meisten Triebwerke ist der Jet ein Verbrennungsmotor, der Schub durch den klassischen Viertaktzyklus erzeugt: Ansaugen, Verdichten, Zünden und Ausstoßen. Im Gegensatz zu Propellerflugzeugen, die die überhitzten Abgase der Verbrennung in mechanische Kraft zum Antrieb eines Rotors umwandeln, kommt der Schub von Strahltriebwerken direkt aus dem Abgas, das von der Rückseite des röhrenförmigen Triebwerks ausgestoßen wird. Während die Höchstgeschwindigkeit eines Propellerflugzeugs bei Mach 0.8 liegt, können verschiedene Düsenflugzeuge Geschwindigkeiten von Mach 15 oder höher erreichen (siehe Scramjet), obwohl Mach 1.0 bis 2.0 typischer ist.

Das erste Düsenflugzeug der Welt, die He 178, wurde in den späten 1930er Jahren vom deutschen Ingenieur Hans von Ohain entworfen und am 27. August 1939 von Testpilot Erich Warsitz vom Flugplatz Marienehe geflogen. England flog 1941 sein erstes Düsenflugzeug -geborene Entwürfe wurden erst in den 1960er Jahren umgesetzt. Die Entwicklung des Düsenflugzeugs war ein Meilenstein in der Luftfahrt, der seit dem historischen Flug der Wright Brothers bei Kitty Hawk nicht mehr gesehen wurde.

Das Strahltriebwerk wurde ursprünglich entwickelt, um die abnehmende Rendite von Propellerkonstruktionen zu überwinden, als sich die Radialgeschwindigkeit der Propeller der Schallgeschwindigkeit näherte. Anstatt wie bei einem Propeller eine große Luftmasse ein wenig zu beschleunigen, arbeitet das Strahltriebwerk nach dem Prinzip, eine kleinere Luftmasse auf eine sehr hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen. Anstatt wie ein Propeller an der Vorderseite des Flugzeugs montiert zu werden, wird ein Düsentriebwerk an den Flügeln oder am Heck eines Flugzeugs montiert.

Der Strahlzyklus beginnt, wenn sich schnell bewegende Luft in eine Kammer an der Vorderseite des Triebwerks gesaugt und dann von einer Reihe von Schaufeln komprimiert wird, die sich mit zunehmend höheren Drehzahlen bewegen. Die Ansaugöffnung ist, da sie Luft direkt aus der Flugbahn des Flugzeugs ansaugt, mit einem Drahtgeflecht oder Gitter abgedeckt, um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern. Wenn die sich bewegende Luft ein hohes Kompressionsniveau erreicht hat, wird sie mit Kraftstoff kombiniert und gezündet und aus der Auslassöffnung am Heck des Strahltriebwerks ausgestoßen. Wegen der enormen Hitzeentwicklung sind ausgeklügelte Kühlsysteme erforderlich, um ein Schmelzen der Innenteile des Motors zu verhindern.

Es gibt viele verschiedene Konstruktionsvarianten des Strahltriebwerks, die verschiedene Strukturen und Techniken mischen, um Düsenflugzeuge zu schaffen, die für unterschiedliche Geschwindigkeiten und Höhen geeignet sind. Diese Varianten umfassen den Turbojet, Turbofan, Staujet, Scramjet, Pulsejet und einige andere.