Hintergrund

Zum Erreichen ihrer Operationsgeschwindigkeit benötigen sie stets ein Hilfstriebwerk. Diese Triebwerke funktionieren daher nicht bei niedrigen Geschwindigkeiten, da dann mangels Staudruck keine Kompression erfolgt. Bei Staustrahltriebwerken wird daher auf bewegliche Kompressoren wie Verdichter ganz verzichtet, und gezielt der Staudruck zur Kompression genutzt. bei mehrfacher Schallgeschwindigkeit sinkt der Wirkungsgrad konventioneller Strahltriebwerke, deren Verdichter mit beweglichen Teilen arbeiten, stark ab. h. 50%, bis Mach 3 sinkt der Anteil auf ca. Bei Mach 1 sind es jeweils ca. Bei höheren Fluggeschwindigkeiten ergibt sich durch die Stauwirkung des Triebwerks eine konkurrierende Druckerhöhung, wodurch der Anteil des Axialverdichters an der Druckentwicklung abnimmt. Soll die Brennkammer eines Strahlantriebs bei geringen Fluggeschwindigkeiten betrieben werden, ist ein Verdichter erforderlich, um die Luft in die Kammer zu drücken.Ein Strahltriebwerk gewinnt seinen Schub durch Verbrennung von Treibstoff. Für eine effektive Verbrennung ist eine Verdichtung der zugeführten Luft notwendig. Bei Flugtriebwerken wird meist ein mehrstufiger Axialverdichter verwendet. 0% ab. D. Andererseits führt bei diesen Geschwindigkeiten bereits der Staudruck zu einer hohen Luftkompression. Ihr optimales Leistungsspektrum beginnt dort, wo auf Gasturbinen basierende Strahltriebwerke ihr Optimum wieder verlassen.

Überschallverbrennung

Der Arbeitsbereich von Scramjet-Triebwerken liegt bei etwas über Mach 5 bis möglicherweise Mach 15.Beim Scramjet (Supersonic Combustion Ramjet – Überschallverbrennungs-Ramjet) wird die einströmende Luft bei der Kompression nicht unterhalb der Schallgeschwindigkeit abgebremst, und auch die Verbrennung findet als Überschallverbrennung statt. Technische Merkmale sind: Isolator nach der Kompression, keine Lavaldüse zur Expansion sondern eine normale Düse.

Dieses Hauptproblem kann durch geeignete Maßnahmen bei der Triebswerksausgestaltung gelöst werden.Das Hauptproblem der Überschallverbrennung besteht in der kurzen Verweilzeit der Luft im Triebwerk. Dadurch kann sich der Treibstoff kaum mit der Luft und dem darin enthaltenen Sauerstoff durchmischen.

Die Tests mit den X-43 Flugkörpern der NASA wurden dagegen auf horizontalen Flugbahnen durchgeführt. Mach 7. 30km Höhe den eigentlichen Versuch durchzuführen. Das Versuchstriebwerk wurde durch eine zweistufige Boosterrakete auf einer parabelförmigen Bahn in die Höhe geschossen, um beim Herabfallen in ca.Der erste Nachweis von Überschallverbrennung in einem Flugkörper gelang am 30. Juli 2002 mit dem Versuch HyShot2 durch die HyShot Group der University of Queensland, Australien. Im Gegensatz zur X-43 der NASA war der hierbei verwandte Scramjet allerdings nicht in ein aerodynamischen Flugkörper integriert. Die erreichte Fluggeschwindigkeit betrug ca.6.

Die nötige Operationsgeschwindigkeit für das Scramjet-Triebwerk wurde durch Verwendung einer Pegasus-Trägerrakete erreicht.Am 26. März 2004 hat ein unbemannter Testflugkörper (X-43A) der NASA mit Hilfe des Scramjet-Antriebs die siebenfache Schallgeschwindigkeit erreicht und für mehrere Sekunden gehalten.

Dabei wurde die Pegasus-Trägerrakete mit der X-43A von einer B-52 von 12 km Höhe aus gestartet.Bereits ein gutes halbes Jahr später (16. November 2004) erreichte die NASA mit nahezu gleichem Versuchsaufbau knapp Mach 10. Der eigentliche Flug der X-43A dauerte knapp 20 Sekunden auf über 33 km Höhe und erreichte Mach 9,8 (11.000 km/h bzw. etwa 3,3 km/s).