Turbinentriebwerken

TurbinenTriebwerke sind Gasturbinen, die chemische Energie aus Kraftstoffen in kinetische Energie und damit Schub oder mechanische Leistung umsetzen. Sie arbeiten nach dem Brayton-Kreisprozess: Luft wird komprimiert, in der Brennkammer mit Kraftstoff verbrannt, die heißen Gase expandieren durch die Turbine, die den Verdichter antreibt, und die Restenergie wird durch eine Düse als Schub ausgeblasen.

Der Grundaufbau besteht aus Verdichter, Brennkammer, Turbine und Düse. Je nach Typ kommen zusätzliche Baugruppen hinzu, etwa ein Vorverdichter, Zwischenstufen im Verdichter, ein Nachbrenner oder ein Getriebe für Turboprop-/Turboshaft-Ausführungen. Die Turbine arbeitet bei sehr hohen Temperaturen und erfordert hitzebeständige Werkstoffe sowie Kühlung.

Haupttypen sind Turbojet, Turbofan, Turboprop und Turboshaft. Turbojets erzeugen Schub durch das Abgas; Turbofans nutzen einen großen Umluftstrom für zusätzliche Schub und Effizienz; Turboprops treiben Propeller an; Turboshaft-Triebwerke liefern überwiegend mechanische Leistung, z. B. für Hubschrauber.

In der Praxis bieten TurbinenTriebwerke eine hohe Leistungsdichte und gute Höchstgeschwindigkeiten. Turbofans ermöglichen bei moderatem Treibstoffverbrauch bessere Effizienz bei Verkehrsflugzeugen, während Turboprops bei niedrigeren Geschwindigkeiten effizient sind. Nachteile sind hohe Komplexität, Kosten, Wartung sowie Emissionen und Lärm.

Anwendungen umfassen zivile und militärische Luftfahrt, stationäre Gasturbinenkraftwerke zur Strom- und Wärmeversorgung sowie maritime und rail-Anwendungen. Die Entwicklung konzentriert sich auf höhere Temperaturen, effizientere Wärmetauscher und neue Werkstoffe.