Strahltriebwerke

Strahltriebwerke sind luftatmende Triebwerke, die chemische Energie von Treibstoff in Schub umsetzen. Sie saugen Luft an, komprimieren sie, verbrennen Brennstoff in einer Brennkammer und beschleunigen die heißen Gase durch eine Düse. Der resultierende Gasstrom erzeugt Vorwärtskraft, die das Flugzeug antreibt.

Der Grundaufbau umfasst Einlass, Verdichter, Brennkammer, Turbine und Düse. Luft wird eingezogen und im Verdichter komprimiert. In der Brennkammer wird der Kraftstoff verbrannt; die Turbine entnimmt Energie aus dem Verbrennungsgas, treibt den Verdichter an und lässt den verbleibenden Gasstrom weiter strömen. Die Düse beschleunigt die Abgase und erzeugt Schub.

Zu den wichtigsten Unterarten gehören Turbojet, Turbofan, Turboprop, Ramjet und Scramjet. Turbojets erzeugen Schub ausschließlich durch beschleunigten Gasstrom. Turbofans nutzen zusätzlich einen großen Nebenluftstrom, was Effizienz und Lautstärke verbessert. Turboprops verwenden die Turbine auch zur Antrieb einer Propellerstufe. Ramjets arbeiten ohne Verdichter und benötigen hohe Start- oder Fahrgeschwindigkeiten. Scramjets ermöglichen Verbrennung bei sehr hohen Geschwindigkeiten, bleiben jedoch primär in der Forschung und bei Spezialanwendungen.

Die Entwicklung von Strahltriebwerken begann in den späten 1930er Jahren mit eigenständigen Arbeiten von Frank Whittle in Großbritannien und Hans von Ohain in Deutschland. Der erste Einsatz erfolgte während des Zweiten Weltkriegs; danach wurden Turbofan- und andere Konzepte weiterentwickelt, optimiert und in Großserienfertigung gebracht.

Anwendungen finden Strahltriebwerke vor allem in der Luftfahrt. Turbofans dominieren kommerzielle Verkehrsflugzeuge aufgrund hohen Schubs bei relativ geringem Kraftstoffverbrauch und moderater Lautstärke. Turbojets spielen heute eine untergeordnete Rolle in der Militärluftfahrt, Turboprops kommen auf kürzeren Strecken zum Einsatz. Ramjet- und Scramjet-Konzepte dienen vorrangig Forschungs- und Zukunftsprojekten.

Zukunftsthemen umfassen Treibstoffeffizienz, Emissionsreduktion, Lärmschutz und der Einsatz nachhaltiger Kraftstoffe. Forschung zielt auf verbesserte Turbinen, variabel geformte Verdichter, leisere Düsen und hybride Antriebskonzepte, die Strahltriebwerke ergänzen oder ersetzen könnten.