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Wie funktioniert ein Düsentriebwerk?

Wie funktioniert ein Düsentriebwerk?

Düsentriebwerke bewegen das Flugzeug mit einer großen Kraft vorwärts, die durch einen enormen Schub erzeugt wird, wodurch das Flugzeug sehr schnell fliegt. Die Technologie, mit der dies funktioniert, ist geradezu außergewöhnlich.

Alle Düsentriebwerke, auch Gasturbinen genannt, arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Der Motor saugt mit einem Lüfter Luft durch die Front an. Einmal drinnen, erhöht ein Kompressor den Luftdruck. Der Kompressor besteht aus Lüftern mit vielen Schaufeln und ist an einer Welle befestigt. Sobald die Schaufeln die Luft komprimieren, wird die Druckluft mit Kraftstoff besprüht und ein elektrischer Funke entzündet das Gemisch. Die brennenden Gase dehnen sich aus und strömen durch die Düse hinten am Motor aus. Während die Gasstrahlen herausschießen, werden der Motor und das Flugzeug nach vorne geschoben.

Die obige Grafik zeigt, wie die Luft durch den Motor strömt. Die Luft strömt sowohl durch den Kern des Motors als auch um den Kern herum. Dies führt dazu, dass ein Teil der Luft sehr heiß und ein Teil kühler ist. Die kühlere Luft vermischt sich dann mit der heißen Luft im Motorausgangsbereich.

Ein Strahltriebwerk arbeitet nach dem dritten physikalischen Gesetz von Sir Isaac Newton. Es heißt, dass es für jede Handlung eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt. In der Luftfahrt wird dies Schub genannt. Dieses Gesetz kann in einfachen Worten demonstriert werden, indem ein aufgeblasener Ballon losgelassen wird und beobachtet wird, wie die austretende Luft den Ballon in die entgegengesetzte Richtung treibt. Beim Basis-Turbostrahltriebwerk tritt Luft in den vorderen Einlass ein, wird komprimiert und dann in Brennräume gedrückt, in die Kraftstoff gesprüht und das Gemisch gezündet wird. Gase, die sich bilden, dehnen sich schnell aus und werden durch die Rückseite der Brennkammern abgesaugt.

Diese Gase üben in alle Richtungen die gleiche Kraft aus und sorgen für einen Vorwärtsschub, wenn sie nach hinten entweichen. Wenn die Gase den Motor verlassen, passieren sie einen lüfterartigen Satz von Schaufeln (Turbine), die die Turbinenwelle drehen. Diese Welle dreht wiederum den Kompressor und bringt dadurch eine frische Luftzufuhr durch den Einlass. Der Motorschub kann durch Hinzufügen eines Nachbrenners erhöht werden, in dem zusätzlicher Kraftstoff in die Abgase gesprüht wird, die verbrennen, um den zusätzlichen Schub zu erzielen. Bei ungefähr 400 Meilen pro Stunde entspricht ein Pfund Schub einer Pferdestärke, aber bei höheren Geschwindigkeiten nimmt dieses Verhältnis zu und ein Pfund Schub ist größer als eine Pferdestärke. Bei Geschwindigkeiten von weniger als 400 Meilen pro Stunde nimmt dieses Verhältnis ab.

Bei einem als Turboprop- Motor bekannten  Motortyp werden die Abgase auch verwendet, um einen an der Turbinenwelle angebrachten Propeller zu drehen, um den Kraftstoffverbrauch in niedrigeren Höhen zu erhöhen. Ein  Turbofan-Triebwerk  wird verwendet, um zusätzlichen Schub zu erzeugen und den vom Basis-Turbostrahltriebwerk erzeugten Schub für eine höhere Effizienz in großen Höhen zu ergänzen. Zu den Vorteilen von Strahltriebwerken gegenüber Kolbenmotoren gehören ein geringeres Gewicht bei höherer Leistung, eine einfachere Konstruktion und Wartung, weniger bewegliche Teile, ein effizienter Betrieb und billigerer Kraftstoff.

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