Überschallantriebe

Überschallantriebe bezeichnet eine Gruppe von Antriebssystemen, die Geschwindigkeiten oberhalb der Schallgeschwindigkeit ermöglichen. Der Begriff umfasst luftatmende Triebwerke wie Turbojets und Turbofans mit Nachbrennern ebenso wie nicht luftatmende Triebwerke wie Raketentriebwerke. Einsatzgebiete sind Luftfahrt, Militär- und Raumfahrt, wo hohe Geschwindigkeiten gefragt sind.

Zu den luftatmenden Überschallantrieben zählen Turbojets und Turbofans mit Nachbrennern. Sie beschleunigen Luft durch Lufteinlässe, mischen Brennstoff zu und erzeugen Schub. Im Überschallbetrieb steigt der Treibstoffverbrauch stark, und die Aerodynamik begrenzt den Einsatz. Ein bekanntes Beispiel ist der Concorde, der Mach 2,04 erreichte.

Nicht luftatmende Überschallantriebe umfassen Raketentriebwerke sowie Luft-Brennstoff-Luft-Konzepte wie Ramjet und Scramjet. Raketentriebwerke liefern Überschallgeschwindigkeit unabhängig von der Umgebungsluft und werden in Raketen- sowie Raumfahrtprojekten verwendet. Ramjet- und Scramjet-Systeme nutzen die Flugluft zum Verbrennen des Brennstoffs; Scramjets ermöglichen höhere Überschall- und Hyperschallgeschwindigkeiten, sind aber technisch anspruchsvoll und wurden in Experimenten wie dem NASA X-43A demonstriert.

Technische Herausforderungen umfassen extreme Wärmelasten, Material- und Kühlungsprobleme, Luftinlässe, Triebwerksintegration und Stabilität der Flugkörper.

Anwendungen liegen in militärischen Lenkflugkörpern, Hyperschallprojekten und potenziellen zukünftigen Hochgeschwindigkeitsflugzeugen oder Transportkonzepten. Die Forschung konzentriert sich auf effizientere luftatmende Überschallantriebe, Übergänge zwischen Überschall- und Hyperschallgeschwindigkeit und robusteres Materialdesign.