O. Schrenk

Versuchsmuster, die in Entwicklung oder Erprobung sind. Wer bei diesem Stand der Dinge in einem Vortrag über Stautriebwerke bereits technische Ergebnisse erwarten würde, müßte enttäuscht werden. Worüber man sprechen kann und muß, das sind vor allem Entwicklungsaufgaben und bisher nur unvollkommen gelöste Probleme. Mit diesen Fragen wendet man sich naturgemäß vor allem an den forschenden oder entwickelnden Fachmann, der selbst einen Beitrag zur Schaffung dieses Triebwerkstyps liefern kann. Wir müssen uns darüber klar sein, daß das Stautriebwerk wohl im allgemeinen kein Gerät sein wird, das man fertig kauft und in sein Flugzeug einbaut wie die meisten anderen Triebwerke. Es wird vielmehr in einem doppelten Sinne ein Bestandteil des Flugzeugs selbst sein: erstens wird es räumlich so ausgedehnt, daß man es in organischer Verbindung mit den übrigen Bauteilen des Flugzeugs konstruieren und bauen muß, wobei auch die Temperatur- und Kühlungsfragen zu diesem Vorgehen Anlaß geben; zweitens ist die Auslegung des Triebwerks so eng mit der Flugaufgabe verknüpft, daß sich seine Berechnung nicht von der Flugleistungsrechnung trennen läßt. Der Flugzeugingenieur, der auf diesem Gebiet Neuentwicklung treiben will; wird es daher auf die Dauer nicht vermeiden können, die Probleme des Stautriebwerks durch eigenes Studium zu kennen und beim Flugzeugentwurf mit zu bearbeiten. Das Stautriebwerk nimmt, wie das Turbinentriebwerk, am vorderen Eintritt Luft aus dem Fahrtwind auf; diese wird durch reine Stauausnutzung komprimiert, und die im komprimierten Zustand aufgeheizte Luft tritt hinten mit einer Geschwindigkeit aus, die größer als die Fluggeschwindigkeit ist, und erzeugt so einen Vortrieb, der sich im einzelnen auf die verschiedenen Bauelemente des Triebwerks in Form von Druckkräften absetzt. Da das Stautriebwerk keine rotierenden Maschinen (Kompressoren und Turbinen) besitzt, ist es baulich sehr einfach. Im Unterschallbereich kann es mit dem Turbinentriebwerk nur bei ganz besonderen Aufgabenstellungen (Kurzflug, Verlustgerät) in Wettbewerb treten; hinsichtlich der Schubdichte (bezogen auf den größten Spantquerschnitt) und hinsichtlich des spezifischen Brennstoffverbrauchs ist es ihm dagegen spürbar unterlegen. Im Überschallflug nähern sich die vorausgerechneten Leistungswerte beider Geräte mehr und mehr aneinander an; das Turbotriebwerk geht mit wachsendem Aufstau durch den Flugstaudruck sozusagen von selbst in das reine Stautriebwerk über. Die Wirkungsgrade werden jenseits der Flugmachzahl M0 = 2 denen des Aggregats Motor mit Luftschraube im Unterschallflug gleichwertig und überlegen. Dem Raketentriebwerk, das nur den mitgenommenen Brennstoff, nicht aber die Luft zum Rückstoß benutzt, ist das Stautriebwerk hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs weit überlegen, dagegen ist es ihm in der Schubdichte spürbar unterlegen. Die Rakete hat zusätzlich den Vorteil, daß der Schub nicht von der Luftdichte abhängt. Dem Turbotriebwerk und der Rakete gegenüber ist das Stautriebwerk dadurch im Nachteil, daß es nicht aus eigener Kraft starten kann, da es keinen Standschub besitzt; sein Schub wächst etwa proportional mit dem Flugstaudruck an. Ein Flugzeug mit Stautriebwerk braucht daher unter allen Umständen zum Start einen Hilfsschub, beispielsweise abwerfbare Pulverraketen. Wägt man die Vorzüge und die Mängel des Stautriebwerks gegeneinander ab, so wird man folgern, daß das Gerät im allgemeinen, und insbesondere im Bereich der Flugmachzahlen zwischen etwa 1,5 und 3, für viele Zwecke wesentliche Vorteile verspricht, und es erscheint darum lohnend, sich mit seiner Entwicklung zu befassen und an der Überwindung der unbestreitbaren Entwicklungsschwierigkeiten zu arbeiten. Eine wichtige Aufgabe ist dabei die Erreichung eines möglichst vollkommenen Ausbrandes des eingespritzten Treibstoffes bei allen vorkommenden, häufig sehr stark voneinander abweichenden Betriebsbedingungen ( d. h. Gemischverhältnissen und inneren Luftgeschwindigkeiten). Ein weiteres entscheidendes Problem ist die Vermeidung von Pulsationen, die durch das Zusammenwirken von Verbrennungs- oder Strömungsinstabilitäten mit den raumakustischen Eigenfrequenzen des Geräts entstehen können und für die Baufestigkeit ebenso gefährlich sind wie für Ohr und Nerven des fliegenden Personals. Von solchen Pulsationen erzählt man allerlei, allerdings meist nichts Genaues, man scheint in der Tat noch nicht so weit zu sein, daß man sie mit Sicherheit schon beim Entwurf vermeiden kann. Wenn man darangeht, für einen bestimmten vorgegebenen Nutzungsbereich (Flugmachzahl- und Schubbereich) ein angepaßtes optimales Gerät in seinen Abmessungen und Heizungsbedingungen festzulegen, so stößt man auch auf eine Reihe von Strömungsfragen, die zum Teil ebenfalls noch einer weiteren Klärung bedürfen. Die Erörterung dieser Strömungsfragen unter Beschränkung auf das überschall-Stautriebwerk soll den Inhalt der weiteren Darstellung bilden. Bei diesen Betrachtungen geht es vor allem um die Kenntnis. und Beherrschung der Verdichtungsstöße, die innerhalb des Stautriebwerks oder in seiner Umgebung auftreten und seine Leistungswerte entscheidend bestimmen.

Luftwissenschaftliche Tagung, Braunschweig, 1952

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 12 Seiten

Jahrbuch der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt, 1952; S.129-140; 1952; Braunschweig : Vieweg

NA

Bestellbar

1953