Alle Strahltriebwerke haben die gleiche Methode, Luft in das Triebwerk zu strömen, die komprimiert und gezündet wird.
Was können Triebwerkskonstrukteure tun, damit ein Triebwerksdesign mehr Schub erzeugt? Was ist beispielsweise anders, wenn man die Olympus-Triebwerke der Überschall-Concorde mit den CFM56-Triebwerken einer 737 vergleicht?
Schub ist Luftmassenstrom multipliziert mit der Drehzahldifferenz zwischen Flug- und Düsendrehzahl des Triebwerks. Um den Schub zu erhöhen, versuchen Unterschallmotoren, den Massenstrom zu maximieren (durch Erhöhen des Bypass-Verhältnisses), während Überschallmotoren mehr auf die Erhöhung der Düsengeschwindigkeit angewiesen sind (durch Verwendung von Nachbrennern).
Die Core-Triebwerke unterscheiden sich kaum – schließlich soll die Ansaugung dafür sorgen, dass Luft unabhängig von der Fluggeschwindigkeit mit einer Geschwindigkeit von Mach 0,4 bis 0,5 zum Triebwerk gelangt. Der Hauptunterschied liegt in ihrem Bypass-Verhältnis. Je langsamer die Entwurfsgeschwindigkeit ist, desto größer kann das Bypass-Verhältnis werden. Bei sehr niedriger Drehzahl wird der ungetriebene, ummantelte Fan gegen einen freidrehenden Getriebepropeller ausgetauscht, das heißt, der Jet verwandelt sich in einen Turboprop. Der Einlass und die Düse sind jedoch in der Tat sehr unterschiedlich.
Das optimale Nebenstromverhältnis ändert sich kontinuierlich, aber da der Luftwiderstandsbeiwert nach dem Überqueren von Mach 1 abfällt, sind Flugzeuge entweder für eine maximale Machzahl von 0,9 oder weniger oder 1,6 und mehr ausgelegt. Die entsprechenden Bypass-Verhältnisse betragen heute bis zu 12 für Unterschallmotoren und weniger als 1 für Überschallmotoren. Dies erzeugt eine scharfe Grenze bei Schallgeschwindigkeit, und viele Militärtriebwerke, die für Überschallflüge ausgelegt sind, verloren ihre Nachbrenner und wurden mit einem großen Lüfter ausgestattet, um Triebwerke für Unterschalltransportflugzeuge zu werden. Beispiele sind:
Die Unterschiede zwischen Unter- und Überschalltriebwerken werden größer, je weiter man sich von ihrem Kern entfernt. Hochdruckverdichter, Brennkammer und Hochdruckturbine sehen und funktionieren gleich, aber der Niederdruckverdichter von Unterschallmotoren schluckt viel mehr Luft und hat einen viel größeren Durchmesser. Überschalltriebwerke wiederum haben meistens einen Nachbrenner. Der größte Unterschied sind jedoch die Einlässe (großer Pitot-Einlass mit stumpfen Lippen für Unterschallflugzeuge im Vergleich zu einstellbaren Spitzen- oder Rampeneinlässen für Überschallflüge) und die Düse (fest für Unterschallflüge im Vergleich zu einer komplexen, einstellbaren konvergent-divergenten Düse für Überschallflüge) . Dies liegt an den sehr unterschiedlichen Luftgeschwindigkeiten und den viel höheren Austrittsgeschwindigkeiten, die für den Überschallflug erforderlich sind.
Jan Hudec
egid