Ab in die Lüfte: Flugzeugtriebwerke

Vor rund hundert Jahren hat der Mensch die Luft erobert. Moderne Flugzeugtriebwerke sorgen für den Schub, damit Flugzeuge aufsteigen können und nicht vom Himmel fallen.

Flugzeugtriebwerke sorgen für starken Schub

Flugzeugtriebwerke sorgen für starken Schub. Bild: Josef Hanus/Shutterstock.com

Die Überfahrt über den Atlantik dauert mit dem Schiff ungefähr eine Woche. Ein modernes Flugzeug schafft die gleiche Strecke in weniger als acht Stunden (Flug Zürich–New York). Dabei fliegt es mit 900 km/h oder mehr. Die Reise von einem Kontinent zum anderen wird so bequem. Im Jahr 2007 wurden weltweit rund 4,8 Milliarden Passagiere und 88,5 Millionen Tonnen Güter per Flugzeug transportiert.

Um überhaupt abzuheben und dann die hohen Geschwindigkeiten zu erreichen, ist ein starker Antrieb gefragt. Moderne Flugzeugtriebwerke sind eigentlich Gasturbinen, die nach dem Rückstossprinzip funktionieren. Ähnlich anderen Verbrennungsmotoren saugt das Triebwerk Luft ein und verdichtet diese. Dies geschieht in den beiden Elementen Fan und Verdichter. In der Brennkammer kommt der Treibstoff dazu und das Gemisch verbrennt. Durch die entstehende Hitze dehnt sich das Gas in der Brennkammer aus und kann nur nach hinten entweichen. Dort treibt es eine Gasturbine an. Diese liefert die Energie für den Antrieb von Fan und Verdichter. Einen Grossteil des Schubes, der das Flugzeug antreibt, erzeugt der Fan.

Exotik: Raketenantrieb

Spezielle Umstände rufen nach speziellen Lösungen. Der Raketenantrieb gehört dazu. Um die Erdanziehung zu überwinden und zum Mond zu fliegen, braucht es sehr viel Schub. Dazu werden Raketen eingesetzt. Diese funktionieren nach dem Rückstossprinzip. Die meisten Raketen sind Verbrennungsmaschinen.

Ein Brennstoff (z.B. Wasserstoff) und ein Oxidationsmittel (z.B. Sauerstoff) verbrennen im Raketeninnern (Brennkammer) bei sehr hohen Temperaturen; das Gas in der Brennkammer dehnt sich dabei enorm aus und kann nur durch einen Auslass nach hinten entweichen. Die bei der Explosion nach vorne geschleuderten Gasteilchen prallen dort auf die Brennkammerwand auf, wo sie auch nach hinten „reflektiert" werden. So entsteht ein gewaltiger Schub auf die Brennkammer nach vorn (Impulserhaltung) und damit auf die Rakete.

Im Unterschied zu Antriebssystemen auf der Erde, wo genügend Sauerstoff in der Umgebungsluft vorhanden ist, müssen Raketen den Sauerstoff mitnehmen.

Weitere Informationen: Grafische Darstellung eines modernen Strahltriebwerks; zum Raketenantrieb

Quelle: SATW/Technoscope

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