| Nachdem der Gasstrom die Turbine passiert und jenen Teil an Energie abgegeben hat der zur Verdichtung benötigt wird, kann er für den Antrieb genutzt werden. Bevor jedoch der Gasstrom das Triebwerk verlässt passiert er noch ein langes Rohr, den Nachbrenner. Hier treffen wir wieder auf jenen Teil der Luft die zwischen Verdichter und Kompressor in den Bypass-Kanal abgeleitet wurde. Der Nachbrenner ist eine Einrichtung mit der Treibstoff in die heißen Abgase die aus der Turbine strömen eingespritzt werden kann, Ergebnis ist eine Steigerung der Triebwerksleistung um bis zu 50%. |
Beispiel:
Das EJ.200 repräsentiert derzeit die technologische Spitze im militärischen Triebwerksbau Europa's. Englische, Deutsche, Italienische und Spanische Firmen im Hochtechnologiebereich entwickelten und fertigen mit 40.000 Mitarbeitern die EJ.200 Triebwerke für den Eurofighter. Jedes EJ.200 verbrennt im Normalbetrieb durchschnittlich 21-23g Treibstoff pro erzeugtem kN Antriebsleistung pro Sekunde. Bei 2 x 60kN Schub verbraucht der Eurofighter somit zwischen 151 und 166 kg Kerosin pro Minute (Standschub/Meereshöhe*). Beim Einsatz des Nachbrenners (2x90kN) fließen im Schnitt hingegen 47-49g Treibstoff für jedes erzeugte kN pro Sekunde aus den Tanks, immerhin 507-529 kg pro Minute (Standschub/Meereshöhe*). Die internen Treibstofftanks des Eurofighter's fassen 4.500kg Treibstoff. *Der Treibstoffverbrauch in absoluten Zahlen ist in Meereshöhe am größten und sinkt mit zunehmender Flughöhe erheblich ab.
Diese Extremzahlen verdeutlichen aber sehr gut wie schnell im Extremfall der Treibstoff verbraucht werden kann.
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Der Nachbrenner wird mit Luft aus dem Bypass (Mantelstrom) Kanal versorgt. Wird zusätzlich Treibstoff eingespritzt entsteht mehr Schub. Als "Wirtschaftlich" kann die Verwendung des Nachbrenners allerdings in keinem Fall bezeichnet werden. In den beiden Brennkammern des Eurofighter Typhoon haben wir gerade je 1.320g Treibstoff pro Sekunde verbrannt, dann der damit produzierten Gasmenge mit der Turbine die Antriebsenergie für die Luftverdichtung entzogen und letztendlich noch 60kN oder 6.118 kg Schub dafür erhalten. Jetzt spritzen wir noch mal ganze 3.000g Treibstoff pro Sekunde in jeden der beiden Nachbrenner um dafür einen äußerst "mageren" Zuwachs von je 30kN oder 3.059kg Schub präsentiert zu bekommen. Unserem 50% Schubzuwachs auf 90kN oder 9.178kg pro Triebwerk steht also ein auf 330% erhöhter Treibstoffbedarf gegenüber. |
Noch dazu kann diese sprunghaft angestiegene Antriebsleistung nicht sofort und im gleichen Ausmaß in eine entsprechend höhere Geschwindigkeit umgesetzt werden.
Schuld daran ist die Massenträgheit und der Luftwiderstand.
Schon ohne Nachbrenner erreicht ein Eurofighter Typhoon in großen Höhen leichte Überschallgeschwindigkeit.
Bei mehr als 3fachem Treibstoffverbrauch im Nachbrennerbetrieb kann aber nur maximal 2fache Schallgeschwindigkeit, also nur knapp das Doppelte an Geschwindigkeit erreicht werden.
Dazu kommt noch, dass um einiges über eine Minute Vollschub notwendig ist um von Mach 1 auf Mach 2 zu beschleunigen.
Eine Zeitspanne in der das Verhältnis von Verbrauch zu erzielter Geschwindigkeit noch um ein vielfaches schlechter ist.
Im Extremfall verringert sich also die Strecke die zurückgelegt werden kann auf etwa 10%.
Der Pilot benötigt also "Spielraum" in seiner Treibstoffkalkulation um eine Verwendung des Nachbrenners in Betracht ziehen zu können und muss aufpassen, dass im die Menge zum Erreichen der nächsten "Tankstelle" übrigbleibt.
Der Auslass
In thrust we trust!
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