Staustrahltriebwerk

Ein Staustrahltriebwerk ist ein Triebwerkstyp, der die Eigenschaften der Luft zur Erzeugung von Schub nutzt. Staustrahltriebwerke werden meist an Flugzeugen angebracht und erfordern, dass sich das Flugzeug über der Schallgeschwindigkeit, auch Mach 1 genannt, bewegt. Sie unterscheiden sich von "normalen" Flugzeugtriebwerken, weil sie keine beweglichen Teile haben, die die Luft verdichten. Stattdessen verwenden sie Stoßwellen, um die Luft zu verdichten.

Teile eines Staustrahltriebwerks

Ramjets bestehen aus 4 Hauptabschnitten.

Einlass

Der erste Abschnitt wird als Einlass bezeichnet. Der Zweck des Einlasses besteht darin, Luft einzufangen und zu komprimieren. Die Verdichtung ist erforderlich, um den Brennstoff richtig zu verbrennen. Die Kompression entsteht durch einen Prozess, der als Schockwelle bezeichnet wird. Schockwellen treten nur auf, wenn sich das Flugzeug bei oder über Mach 1 bewegt. Aus diesem Grund sind Staustrahltriebwerke effizienter, wenn sie sich um Mach 2 oder 3 bewegen.

Diffusor

Der zweite Teil des Staustrahltriebwerks wird als Diffusor bezeichnet. Die Luft, die durch den Einlass kommt, bewegt sich sehr schnell, was die Verbrennung von Kraftstoff sehr schwierig macht. Die Aufgabe des Diffusors besteht darin, die Strömung auf effiziente Weise zu verlangsamen. Wenn die Luft den gesamten Weg durch den Einlass zurückgelegt hat, bewegt sie sich langsamer als Mach 1. Dies ist wichtig, damit der Diffusor richtig funktioniert. Der Diffusor ist im Wesentlichen nur ein Rohr, dessen Fläche mit zunehmender Bewegung zunimmt. Da sich die Strömung langsamer als Mach 1 bewegt, bewirkt die zunehmende Fläche eine Verlangsamung der Luft.

Brennkammer

Der dritte Teil des Staustrahltriebwerks ist die Brennkammer, auch Brennkammer genannt. In der Brennkammer wird der Brennstoff in die Luft eingebracht und verbrennt dann. Durch die Verbrennung von Treibstoff wird der Luft Energie zugeführt, die später zur Erzeugung von Schub genutzt wird. Die Luft muss sich relativ langsam bewegen, damit die Brennkammer richtig funktioniert. Im Inneren der Brennkammer befindet sich ein Teil, der als Flammenhalter bezeichnet wird. Der Flammenhalter hält, wie der Name schon sagt, die Flamme an ihrem Platz. Ein typischer Flammenhalter sieht wie ein Ring aus kleinen v-förmigen Metallstücken aus. Sie bilden kleine Taschen mit langsamer Luft, die es dem Brennstoff erleichtern, weiter zu brennen.

Düse

Nachdem der Brennstoff verbrannt und die Luft erhitzt ist, strömt sie durch den letzten Teil, die Düse. Der Zweck der Düse besteht darin, die gesamte in der Luft enthaltene Energie in Schub umzuwandeln. Um dies zu erreichen, muss die Düse erst kleiner und dann größer werden. Der kleinste Bereich der Düse wird als "Hals" bezeichnet. Die von der Brennkammer kommende Luft bewegt sich langsamer als Mach 1, so dass die Luft schneller wird, wenn die Düse kleiner wird. Die Düse ist so konstruiert, dass die Luft, sobald sie die Verengung erreicht hat, bis auf Mach 1 beschleunigt wird. Dies ist ein wichtiges Detail, damit die Düse richtig funktioniert. Sobald die Luft die Verengung passiert, wird die Luft wieder größer. Da die Strömung in der Kehle Mach 1 erreicht hat, erhöht sich durch die Vergrößerung des Bereichs auch die Geschwindigkeit der Luft. Dies ist der Schlüssel zur Erzeugung von Schub. Die aus der Düse austretende Luft "schiebt" den Staustrahl im Wesentlichen vorwärts.