Kolbentriebwerk (KT)
 Turbinenluftstrahltriebwerk (TL-TW)
 Zweistromturbinenluftstrahltriebwerk (ZTL-TW, Fan-TW)
 Propellerturbinenluftstrahltriebwerk (PTL-TW), Turbomotoren
 Staustrahltriebwerk (SST, Ramjet, Scramjet)
 Intermittierendes Staustrahltriebwerk (Pulso-TW, Argus-Schmidt-Rohr)
 Raketentriebwerk
 Thermojet
 
 Die Triebwerke werden in den folgenden Folien näher erklärt
 Die theoretischen Grundlagen werden stark vereinfacht erklärt

 ein Kolbenmotor, meist nach dem OTTO-Prinzip, treibt eine Luftschraube an
 Gängigste Bauformen:
   Reihenmotor, alle Zylinder in einer Reihe angeordnet
   V-Motor, Zylinder in zwei Reihen V-förmig angeordnet
   Boxermotor, je zwei Zylinder in einer Ebene direkt gegenüber
   Sternmotor, Zylinder radial, sternförmig angeordnet
   Umlaufmotor, Zylinder radial, sternförmig angeordnet, aber Kurbelgehäuse
        samt Zylinderstern dreht sich um feststehende Kurbelwelle
 Pratt & Whitneys R-4360 war mit 28-Zylindern, als vierfach Sternmotor,
      mit 71,5 l Hubraum und bis 3300 kW Leistung ab Mitte der 1940er Jahre einer
      der Höhepunkte der Kolbentriebwerke , Anwendung in B-36, C-97, ...
 Kolbentriebwerke werden heute bei Sportflugzeugen verwendet

 die Anstömung an der Luftschraube ist die resultierende Geschwindigkeit
      aus Fluggeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit am jeweiligen Radius,
      siehe Bild Kolbentriebwerk
 da das Blatt der Luftschraube genauso wie eine Tragfläche nur bis zu einem       bestimmten Winkel angeströmt werden darf, muß das Blatt über den Radius       verdreht (verschränkt) werden
 die resultierende Geschwindigkeit darf nicht in den Überschallbereich kommen
 es entstehen sonst Verdichtungstöße (Stichwort Überschallknall):
   die Lärm entwickeln
   den Wirkungsgrad einbrechen lassen
 die Luftschraube ist daher als Antrieb nur bis 80% der Schallgeschwindigkeit
      (Mach 0,8) brauchbar

 Kolbentriebwerke wurden immer komplexer und schwerer
   viele Zylinder, mehrere Zylindersterne hintereinander
   Abgasturbinen, die über Getriebe auch auf die Kurbelwelle arbeiten
   mehrstufige mechanische Lader
 die Störanfälligkeit nahm deshalb zu
 Kühlung wurde durch die gefordete kompakte Bauform aufwändiger
 die Luftschraube begrenzt die Fluggeschwindigkeit auf Unterschall
 
 ein neuer "einfacher" Antrieb für hohe Fluggeschwindigkeit war gefordert

 der Schub wird über die Impulsgleichung ermittelt
 Raketen haben nur einen Austrittsimpuls, daher gilt

 

 

 für Leistung gilt im Allgemeinen:

 

 

 Einlauf, gehört zur Flugzeugzelle, hier wird die Luft für den Verdichter
      auf Mach 0,7 abgebremst, auch bei Überschallflugzeugen, denn die Strömung
      am Verdichtereintritt entspricht der Luftschraube
 eine Verdichterstufe besteht aus Rotor und Stator
   im Rotor wird der Luft kinetische Energie zugeführt, d.h. die
        Luftgeschwindigkeit erhöht
   im Stator wird die Luft abgebremst, wodurch die kinetische Energie
       vom Rotor in statische Energie umgewandelt wird: Druck und Temperatur steigen
   es werden mehrere Verdichterstufen hintereinander geschaltet
   am Eintritt des Verdichters gibt es bei einigen Triebwerken die Einlaßleitschaufeln,
       die die Strömung vom Einlauf entsprechend des Flugzustands optimal auf
       den Verdichter leiten sollen
   die Statorschaufeln sind bei einigen TW verstellbar ausgeführt, um einen
        guten Wirkungsgrad über einen weiten Betriebsbereich zu haben
 in der Brennkammer wird die Luft weiter abgebremst, Kraftstoff wird eingespritzt,
      verbrennt kontinuierlich - die sich ausdehnenden Gase strömen in Richtung des
      niedrigen Druckes zur Turbine. Es wird nur ein Teil der Luft für die Verbrennung
      genutzt, der größere Teil dient der Ausrichtung der Flammen und zur Kühlung
 eine Turbinenstufe besteht aus Stator und Rotor
   im Stator wird das Abgas beschleunigt, d.h. Druck und Temperatur aus der
       Brennkammer in kinetische Energie, d.h. Geschwindigkeit, umgewandelt
   im Rotor wird dem Abgas die kinetische Energie entzogen und in
       Drehmoment umgewandelt
   über eine Welle treibt die Turbine den Verdichter an
   es werden mehrere Turbinenstufen hintereinander geschaltet
 zur Schubsteigerung kann ein Nachbrenner eingebaut werden, hier wird Kraftstoff
      eingespritzt und verbrannt - erhöht die Austrittsgeschwindigkeit
 in der Schubdüse werden Druck und Temperatur des Abgases in
      Austrittsgeschwindigkeit umgewandelt

 ein ZTL-TW besteht aus einem Hochdruck- und einem Niederdruckteil
 der Hochdruckteil heißt Kerntriebwerk, bestehend aus Hochdruckverdichter,
      Brennkammer und Hochdruckturbine
 HD-Verdichter- und -turbine sind durch die HD-Welle verbunden
 nach der HD-Turbine ist eine ND-Turbine geschaltet, die dem Abgas
      weitere Energie entzieht
 über eine ND-Welle wird der ND-Verdichter mit dem Fan angetrieben
 HD-Welle und ND-Welle sind nicht mechanisch gekoppelt
 der Fan sorgt für einen großen Luftdurchsatz mit niedriger Geschwindigkeit
 es gibt verschieden Arten von ZTL
   Mantelstrom-TW - ein äußere Verkleidung leitet den 2. Luftstom bis zur
        Schubdüse um des TW, Kampfflugzeuge haben auch ZTL mit Nachbrenner
   Fan-TW - zweite ringförmige Schubdüse direkt hinter den Fan, sehr hoher
        Luftdurchsatz im Verhältnis zum Kern-TW (high Bypass-Ratio)

 ein PTL-TW besteht aus einem Hochdruckteil und einer Arbeitsturbine
 die Arbeitsturbine entzieht dem Abgas Energie
 über eine Welle wird das Drehmoment an ein Getriebe geleitet
 die Wellen sind nicht mechanisch gekoppelt
 im Getriebe wird die Drehzahl passende zur Luftschraube reduziert
 bei Turbomotoren ist am Getriebe z.B. der Antrieb für einen Hubschrauberrotor
      oder einen Generator (Notstrom, Schiffsantrieb, ...) angeschlossen
 bei einem PTL-TW wird an der Schubdüse noch Schub erzeugt, ein
      Turbomotor erzeugt nur Wellenleistung
 ein PTL-TW wiegt bei gleicher Leistung weniger als die Hälfte wie ein
      Kolbenmotor, so wird der etwas schlechtere Kraftstoffverbrauch ausgeglichen,
      denn für ein Flugzeug ist das Gesamtgewicht aus Triebwerksgewicht plus
      Kraftstoffgewicht für eine gegebene Reichweite entscheidend

 das SST hat außer einer Kraftstoffpumpe keine beweglichen Teile
 es muß auf ca. Mach 0,8 beschleunigt werden, bis es selbstständig arbeitet
 der Einlauf baut durch Abbremsen der eintretenden Luft den Druck auf
 es können sehr hohe Fluggeschwindigkeiten erreicht werden
 bei Scram-Jets (Sonic-Ramjet) läuft die Verbrennung im Überschallbereich ab,
      es wurde Mach 9,6 mit der unbemannten X-43A erreicht
 
 statt einer Brennkammer kann auch ein Wärmetauscher/Kühler verbaut sein
 Prof. Hugo Junkers hat schon in den 1910er Jahren festgestellt, daß ein gut
      ausgelegter Kühler einen negativen Widerstandsbeiwert hat - Schub
 durch gute Auslegung von Kühlern und Triebwerksverkleidungen wurde so die
      Fluggeschwindigkeit von Kolbenmotor-Flugzeugen um ca 2% gesteigert

 Pulso-TW haben keine kontinuierliche Verbrennung
 der eingespritze Kraftstoff zündet
 die Druckwelle der Verbrennung schließt die Flatterventile
 die Abgase strömen zur Schubdüse
 es entsteht an den Flatterventilen ein relativer Unterdruck
 die Flatterventile öffnen
 Frischluft strömt in die Brennkammer ein
 gleichzeitig strömt ein Teil der Abgase zurück (Rezirkulation), die den Kraftstoff
      wieder zündet
 Pulso-TW arbeiten auch im Stand
 die diskontinuierliche Verbrennung ist sehr laut und erzeugt große Schwingungen,
      die das Flugzeug stark belasten, weshalb dies TW keine große Anwendung
      gefunden hat

 ein Kolbenmotor treibt den Verdichter ein
 der Verdichter versorgt eine Brennkammer mit Luft
 die Abgase erzeugen mittels einer Düse den Schub
 der Thermojet wurde 1910 von Henri Coanda erstmalig verwendet
 später gab es verschiedene Projekte zur Geschwindigkeitssteigerung von
      Kolbenmotorjägern
 der Thermojet vereint das hohe Gewicht eines Kolbentriebwerks mit dem
      schlechten Wirkungsgrad eines TL-TWs
 als Beispiel für die "Motorleistung" dient das J-79 Triebwerk des Starfighters
   Luftdurchsatz beim Start ca 72 kg/s
   Druck in der Brennkammer beim Start ca 12 bar
   notwendige Antriebsleistung des Verdichters ca 74 MW (100 000 PS)
   Schub ca 72 kN mit Nachbrenner, 47 kN ohne Nachbrenner

 für Raketen gilt die Faustformel
   1% Nutzlast, z.B. ein Satellit
   9% Struktur, also die eigentliche Rakete
   90% Kraftstoff und Sauerstoff, wovon der Sauerstoff der Großteil ist
 Raketen sind daher nur für hohe Fluggeschwindigkeiten oder Weltraumflüge
      sinnvoll
 nach der Brennkammer verengt sich (konvergiert) die Schubdüse
 im engsten Querschnitt erreicht das Abgas Schallgeschwindigkeit
 der Schwede Carl Gustav Patrik de Laval entdeckte, daß eine sich anschließend
      erweiternde (divergierende) Düse die Strömungsgeschwindigkeit weiter steigert
      und damit auch den Schub
 bei verstellbaren Schubdüsen von TL-Triebwerken mit Nachbrenner wird der
      konvergente Teil von der Düse dargestellt, der divergente Teil wird aerodynamisch
      durch umströmende Luft gebildet

 Der Schub eines Düsen- oder Raketentriebwerks ist physikalisch gesehen eine
      Kraft. Als solche wird er in der SI-Einheit Newton (N), aufgrund der Größe meist
      in Kilonewton (kN), gemessen. In älteren Veröffentlichungen findet man häufig
      Angaben in Kilogramm (kg) oder Kilopond (kp).
 1 kp entspricht der Gewichtskraft einer Masse von 1 kg bei einer
      Normfallbeschleunigung von 9,80665 m/s2. Dementsprechend ist
      1 kp = 9,80665 N. Oft wird das angenähert als 1 kp ca 10 N = 1 daN.
 Eine Schubangabe in kg ist streng genommen nicht korrekt, da kg die Einheit der
      Masse ist, und nicht der Kraft. Sie wird jedoch oft mit der Gewichtskraft der
      zugehörigen Masse ("Gewicht") gleich gesetzt.
 Ein Triebwerk mit einem Schub von 1000 kp könnte also ein Flugzeug mit einer
      Gesamtmasse von 1000 kg in der Schwebe halten.
 Analog wird im anglo-amerikanischen Sprachraum das dortige Pfund (pound, lb.)
      als Maß für den Schub verwendet. Hier gilt 1 lb. = 0,454 kg.