Staustrahltriebwerke sind luftatmende Strahltriebwerke, die ohne größere bewegliche Teile funktionieren. Das ist das Erste, was sie seltsam einfach macht. Sie brauchen keine Turbinen. Sie benötigen keine Kompressoren, die mit Tausenden von Umdrehungen pro Minute laufen. Stattdessen ist der Motor beim Ansaugen der Luft vollständig auf die Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeugs angewiesen. Die Schwerstarbeit übernimmt dann ein speziell geformter Ansaugkanal. Es komprimiert die Luft, bevor sie überhaupt auf die Brennkammer trifft.
Dieses Design verändert die gesamte Antriebsphysik. Sobald Kraftstoff in den Motor eingespritzt und gezündet wird, wird der Prozess autark. Die heißen Abgase strömen mit hoher Geschwindigkeit nach hinten. Diese Reaktion sorgt für Vorwärtsdrang. Es ist Newtons drittes Gesetz in seiner reinsten Form. Aber es gibt einen Haken. Ein bedeutender.
Kein statischer Schub
Staustrahltriebwerke entwickeln im Stillstand keinen Schub. Sie können nicht auf einer Landebahn sitzen und rollen. Sie können nicht aus eigener Kraft abheben. Der Einlass benötigt einen Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit, um die Luft ausreichend zu komprimieren, damit eine Verbrennung stattfinden kann. Ohne diese Geschwindigkeit ist der Motor nur ein Metallrohr mit einem Feuer darin.
Aus diesem Grund ist für den Start eine bestimmte Methode erforderlich. Du brauchst einen Schub.
Geschwindigkeit zählt
Diese Motoren funktionieren am besten bei hohen Geschwindigkeiten. Wir sprechen von Mach 2 oder höher. Doppelte Schallgeschwindigkeit. Unterhalb dieses Schwellenwerts reicht die Luftkomprimierung normalerweise nicht aus, um eine stabile Verbrennung aufrechtzuerhalten. Die Ansauggeometrie ist für Hyperschall- oder Überschallbedingungen ausgelegt. Es ist schwierig, wenn die Dinge langsamer werden.
Diese Einschränkung definiert ihre Rolle. Sie sind nicht für die allgemeine Luftfahrt bestimmt. Sie sind für Raketen. Sie sind für Hochgeschwindigkeits-Testflugzeuge gedacht. Sie sind für Projekte gedacht, bei denen Geschwindigkeit die einzige Messgröße ist, die zählt.
Der erste Flug
Die Leduc 0.10 gilt als das erste Flugzeug, das ausschließlich mit Staustrahlantrieb flog. Es wurde in Frankreich gebaut. Das Datum war der 21. April 1949. Der Start erfolgte jedoch nicht von einer Landebahn. Es wurde von einem anderen Flugzeug aus gestartet. Ein Trägerflugzeug warf es mit ausreichender Geschwindigkeit ab oder schleuderte es in die Luft. Sobald diese Geschwindigkeit erreicht war, zündete das Staustrahltriebwerk. Das Fahrzeug flog.
Diese Startmethode ist Standard für Fahrzeuge mit Staustrahlantrieb. Sie beschleunigen das Fahrzeug mit herkömmlichen Mitteln auf eine hohe Geschwindigkeit. Dann wechselt man zum Staustrahltriebwerk. Der Motor übernimmt. Das Fahrzeug beschleunigt weiter oder behält seine hohe Geschwindigkeit bei.
Vergleich mit Turbojets
Turbojets sind der offensichtliche Kontrapunkt. Sie haben Kompressoren. Sie haben Turbinen. Sie haben bewegliche Teile. Diese Komplexität ermöglicht es ihnen, statischen Schub zu erzeugen. Sie können auf dem Boden sitzen und Strom erzeugen. Sie können mit dem Taxi fahren. Sie können selbstständig abheben.
Aber sie sind schwerer. Ihre Wartung ist komplexer. Sie haben mehr Fehlerquellen. Ramjets beseitigen all das. Sie sind leicht. Sie sind einfach. Sie sind robust. Aber sie sind auf die Geschwindigkeit angewiesen. Sie sind auf einen Schub angewiesen.
Der Kompromiss ist klar. Sie opfern Vielseitigkeit zugunsten der Effizienz bei hohen Geschwindigkeiten. Wenn es gelingt, das Fahrzeug schnell genug in Bewegung zu setzen, ist das Staustrahltriebwerk ein Wunderwerk der Technik. Es verwandelt den Luftwiderstand beim Hochgeschwindigkeitsflug in den Mechanismus, der den Motor antreibt. Es ist eine elegante Lösung für ein bestimmtes Problem.
Das Problem bleibt der Anfang. Wie kommt man ohne einen Motor, der mit Mach 2 arbeitet, auf Mach 2?
