Staustrahltriebwerk und Überschallstaustrahltriebwerk: Arten, Funktionsweise und Anwendungen für Hyperschallflug. Bedeutung und Unterschiede dieser Technologien.
10 Arten von Staustrahltriebwerken und Überschallstaustrahltriebwerken für den Hyperschallflug
Der Hyperschallflug wird durch Geschwindigkeiten definiert, die das Fünffache der Schallgeschwindigkeit (Mach 5) überschreiten. Staustrahltriebwerke und Überschallstaustrahltriebwerke sind wesentliche Komponenten für die Erreichung solch hoher Geschwindigkeiten. Hier sind zehn verschiedene Arten und ihre Merkmale:
Ein Ramjet ist ein einfaches Staustrahltriebwerk, das ohne bewegliche Teile auskommt. Es verdichtet die eintretende Luft durch die Vorwärtsbewegung des Flugzeugs selbst. Diese Art von Triebwerk funktioniert am besten bei Überschallgeschwindigkeiten zwischen Mach 3 und Mach 6.
Der Scramjet (Supersonic Combustion Ramjet) ist eine Weiterentwicklung des Ramjets. Hierbei bleibt der Luftstrom auch während der Verbrennung überschallschnell. Scramjets sind für Geschwindigkeiten von Mach 6 bis zu Mach 15 oder höher geeignet.
Dieses Triebwerk kann in zwei Modi betrieben werden: als Ramjet in niedrigeren Überschallgeschwindigkeiten und als Scramjet in höheren Geschwindigkeiten. Dies ermöglicht einen nahtlosen Übergang zu höheren Mach-Zahlen, ideal für Hyperschallanwendungen.
Ein Turboramjet kombiniert ein herkömmliches Turbostrahltriebwerk mit einem Ramjet. Das Turbostrahltriebwerk wird für den Start und niedrige Geschwindigkeiten verwendet, während der Ramjet bei Überschallgeschwindigkeiten aktiviert wird.
Auch als variable Geometrie-Staustrahltriebwerk bekannt, kann dieses Triebwerk seine Geometrie an die verschiedenen Flugphasen anpassen. Dadurch kann es effizient bei sowohl Unterschall- als auch Überschallgeschwindigkeiten arbeiten.
Ein Rotary Ramjet verbessert die Effizienz durch rotierende Komponenten, die den Luftstrom verbessern. Solche Triebwerke sind experimentell und bieten potenziell größere Leistung bei hohen Geschwindigkeiten.
Im Precooled Jet Engine werden die eintretende Luft vorgekühlt, um Überhitzung zu verhindern. Dieses Triebwerk kann theoretisch für Hyperschallflüge und sogar für Weltraumstarts verwendet werden.
Die LACE-Technologie verwendet flüssigen Wasserstoff, um die eintretende Luft stark abzukühlen, was die Dichte erhöht und die Verbrennungseffizienz verbessert. Es eignet sich für Anwendungen im Überschallbereich.
Ein Combined Cycle Engine integriert verschiedene Antriebstechnologien wie Ramjet, Scramjet und Raketenantrieb in einer Einheit. Diese Vielseitigkeit ermöglicht den Einsatz in einer Vielzahl von Flugphasen vom Start bis zum Hyperschallflug.
RBCC-Triebwerke kombinieren Staustrahl- und Raketentechnologie. Sie verwenden einen Raketenmodus für den Start und niedrige Geschwindigkeiten und wechseln dann zu einem Ramjet- oder Scramjet-Modus für Überschallgeschwindigkeiten. Diese Triebwerke sind vielversprechend für zukünftige Hyperschall- und Weltraumflüge.
Die Entwicklung von Staustrahl- und Überschallstaustrahltriebwerken ist von großer Bedeutung für die Zukunft der Luft- und Raumfahrt. Jedes dieser Triebwerke hat spezifische Vor- und Nachteile, die sie für bestimmte Anwendungen und Geschwindigkeitsbereiche geeignet machen.
