Flugi rudert zurück.
Ein paar Grundlagen, die ich mir erst wieder erarbeiten musste.
So verwunderlich es auch ist, der Schub ist eigentlich ein Abfallprodukt der Druckerzeugung im Triebwerk, da man sich nicht vorstellen darf, dass das Flugzeug etwa auf seinen Strahl „reitet“. Vielmehr ist die mit einer bestimmten Geschwindigkeit aufgeworfene Luftmasse entscheidend für den notwendigen Druck auf das Triebwerk. Infolge der Energiezuführung ist aber die Geschwindigkeit des Schubstrahls immer größer als die Fluggeschwindigkeit. Der Düsenquerschnitt der Abgasanlage eines STW´s bestimmt die notwendige Geschwindigkeit des Strahls und den Luftmassendurchsatzes. Um überhaupt eine Überschallströmung zu erhalten, muss der Querschnitt die Form einer Lavalschen Düse aufweisen.
Im Düsenschnitt A erreicht der Schubstrahl Schallgeschwindigkeit bei gleichzeitig sehr hohen Druck der Strömung. Zwischen den Querschnitten A und B steigt die Geschwindigkeit bei gleichzeitigen Abbau des Druckes. Im Schnitt B muss der Druck im Schubstrahl den Umgebungsdruck am Flugzeug, also den atmosphärischen Druck erreicht haben. Ein bestehender Druckunterschied beeinflußt nicht nur nachteilig den Verdichter, sondern erhöht auch den aerodynamischen Widerstand des Triebwerkes. Demzufolge müssten beide Querschnitte A und B verstellbar sein. Während im Unterschallbereich das Druckgefälle im Abgastrakt das zwei- bis dreifache des atmosphärischen Drucks beträgt, erhöht sich dieser Wert im Überschalltriebwerk auf das 25 bis 30 fache. Der hohe Druck hinter der Turbine muss in Geschwindigkeit des Schubstrahls umgewandelt werden, damit es am TW- Ausgang nicht zu explosionsartigen Vorgängen kommt. Die Ausdehnung des Schubstrahls darf aber auch nicht zum Absinken unter den atmosphärischen Druck führen, damit keine Schubverluste eintreten. Ein unveränderlicher Querschnitt B hätte zur Folge, dass nur bei einer ganz bestimmten Machzahl ein optimales TW- Regime geflogen werden kann.
Konstruktive Lösungen für die Regulierung des kritischen Querschnittes gibt es einige. Sie spielen vor allem da eine entscheidende Rolle, wo Flugzeuge, wie Tu 144 mit stark veränderlichen Einsatzbedingungen rechnen müssen. Die Regulierung des Querschnittes am Schubdüsenaustritt hat zum Ziel, die dem Massendurchsatz und der Strahlgeschwindigkeit entsprechende Fläche einzustellen. Dies lässt sich am einfachsten mit den bekannten Schubdüdensegmenten ermöglichen.
Eine andere Methode ist die Regulierung der Schubdüse mit einer Art Strömungskörper, der in der Längsrichtung beweglich angebracht sein muss.
Durch die Ejektierung einer zusätzlichen Luftmasse, wird nicht nur das Kühlproblem gelöst, auch energetisch kann diese Maßnahme einen positiven Effekt haben. Also ist es durchaus vorstellbar, das die Tu-144 eine vom Prinzip her funktionierende Schubdüse wie auf meiner Skizze Nr.5, hat.
Noch etwas zum Vergleich mit der Schubdüse der Su-25. Beide lassen sich nicht vergleichen, da die Su kein Nachbrenner TW hat und der Trichter ausschließlich zur Abgaskühlung Verwendung findet.
