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2026-03-05T22:07:38Z

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[[Datei:Triebwerk Suchoi SU-22.jpg|miniatur|Das Triebwerk einer [[Suchoi Su-22]]]]
'''Luftfahrtantriebe''' ist eine zusammenfassende Bezeichnung für die zur Vortriebserzeugung eines [[Luftfahrzeug]]s verwendeten [[Triebwerk]]e.<ref>{{Literatur | Autor=Niels Klußmann, Arnim Malik | Titel=Lexikon der Luftfahrt | Auflage=2. | Verlag=Springer Verlag | Ort=Berlin, Heidelberg | Jahr=2007 | ISBN=978-3-540-49095-1 }}</ref> Neben der eigentlichen kraftentfaltenden Komponente („[[Motor]]“) werden, wenn vorhanden, meist auch [[Propeller]] und [[Getriebe]] dazugezählt, die zwar nicht der eigentlichen Kraftgewinnung, jedoch der Vortriebsentfaltung dienen. Der [[Antrieb]] ermöglicht dem Fluggerät, die (Vortriebs-)Kraft zu erhalten, um aktiv vom Boden abzuheben, selbständig Höhe zu gewinnen und sich im Luftraum vorwärts zu bewegen.
Für technische Systeme kann mitunter auch die [[Potentielle Energie|Schwerkraft]] als [[Antrieb]] gelten, mit ihr ist einem Flugzeug jedoch nur [[Gleitflug]] oder, unter Ausnutzen von [[Aufwind]], [[Segelflug]] möglich.

Bei [[Zivile Luftfahrt|zivilen]] Flugzeugen ist der Begriff des [[Antriebssystem (Flugzeug)|Antriebssystems]] (engl. ''Propulsion System'') abzugrenzen, der eine aus Triebwerk, Triebwerksverkleidung und [[Schubumkehr]] bestehende [[Baugruppe]] bezeichnen kann.

== Geschichtliche Entwicklung ==
[[Datei:1928-01-10 1903 Wright Flyer horizontal 4-cylinder engine left front (cropped).jpg |mini |Der 1903 für den [[Wright Flyer]] hergestellte [[Vierzylindermotor|Vierzylinder]]-[[Reihenmotor]], der 8,8 kW (12 PS) leistete, 81 kg wog und über [[Kettengetriebe]] zwei gegenläufige [[Luftschraube|Zweiblattpropeller]] antrieb (Bild vom 10. Januar 1928).]]
{{siehe auch|Geschichte der Luftfahrt}}
Am Anfang der heutigen Luftfahrt wurde der Auftrieb durch erwärmte Luft oder von Gasen ausgenutzt („[[Luftfahrzeug#Leichter als Luft|Leichter-als-Luft]]“), um sich dann vom Wind treiben zu lassen ([[Montgolfière]]; [[Ballonfahren]]; [[Jean-Pierre Blanchard|Ballonflug über den Ärmelkanal]] am 7. Januar 1785).

Später wurden antriebslose [[Gleitflugzeug]]e entwickelt ([[Albrecht Ludwig Berblinger]] („Schneider von Ulm“) bis 1811, [[Otto Lilienthal#Gleitflüge|Otto Lilienthal]] ab 1891, [[Brüder Wright#Doppeldecker-Gleitapparate|Brüder Wright]] ab 1899), doch die [[Gewichtskraft]] verhindert das Halten der Flughöhe und einen dauerhaften Streckenflug. Ein ausreichend leistungsfähiger Luftfahrtantrieb, der die notwendige Energie zum Halten der Flughöhe liefern konnte, stand zunächst in der Praxis wegen der zu hohen Gewichte der Motoren nicht zur Verfügung. Erst mit der Entwicklung leichterer [[Benzinmotor]]en, die zusammen mit [[Motorenbenzin|Benzin]] eine günstige Kombination von [[Leistungsgewicht]] und [[Energiedichte]] boten, konnten Fluggeräte, die [[Luftfahrzeug#Schwerer als Luft|schwerer als Luft]] waren, selbstständig abheben, aus eigener Kraft Höhe gewinnen und Strecken fliegen, ohne dabei Höhe zu verlieren (17. Dezember 1903, [[Wright Flyer]]).

[[Segelflugzeug]]e, die mittels Aufwinden längere Strecken bewältigen können, wurden erst in den 1920er Jahren – nach dem Motorflug – entwickelt ([[Rhön-Segelflugwettbewerb]]).

== Antriebsarten ==
[[Datei:JU52 engine drawing.png|miniatur|Zeichnung eines Neunzylinder-Sternmotors einer [[Junkers Ju 52/3m]]]]
Es gibt eine Vielzahl von verschiedenartigen Antrieben für Fluggeräte. Es kommen bis heute vor allem [[Verbrennungskraftmaschine]]n zum Einsatz. Sie unterteilen sich in die zwei Gruppen der luftatmenden und nicht-luftatmenden Antriebe. Zum Umkehren der Schubrichtung eines Triebwerks wird eine [[Schubumkehr]] verwendet (siehe auch [[Senkrechtstart und -landung]]).

=== Luftatmende Antriebe ===
Luftatmende Antriebe beziehen den zur [[Verbrennung (Chemie)|Verbrennung]] des [[Kraftstoff|Treibstoffs]] notwendigen [[Sauerstoff]] aus der Umgebungsluft.

==== Flugmotor ====
Ein [[Flugmotor]] (auch Flugzeugmotor) ist ein Verbrennungsmotor (am häufigsten in Form eines [[Hubkolbenmotor]]s), der speziell für den Einsatz in einem Luftfahrzeug konstruiert wurde. Er stellt mechanische [[Leistung (Physik)|Leistung]] an einer Welle bereit („Wellenleistung“; siehe auch [[Rotationsenergie]]) und treibt, meist über ein [[Propellergetriebe (Luftfahrt)|Propellergetriebe]], die [[Luftschraube]] an. Gängige Bauformen von Hubkolben-Flugmotoren sind [[Sternmotor|Stern-]], [[Reihenmotor|Reihen-]], [[Boxermotor|Boxer-]] oder Wankelmotoren.

==== Strahltriebwerk ====
[[Datei:Turbo ram scramjet comparative diagram.svg|mini|Querschnitte im Vergleich: (a) Turbojet („Gasturbine“) (b) Ramjet (c) Scramjet. Links die Verdichtung, in der Mitte die Verbrennung und rechts der Heißgasaustritt.]]
Luftatmende Strahltriebwerke erzeugen den Vortrieb ganz oder teilweise durch die Rückstoßwirkung des Abgasstrahls. Neben den luftatmenden Strahltriebwerken in den drei Bauformen [[Turbinen-Strahltriebwerk]], [[Staustrahltriebwerk]] und [[Pulsstrahltriebwerk]] zählt auch das Raketentriebwerk (siehe unten) zu den Strahltriebwerken.

===== Turbinen-Strahltriebwerk =====
[[Turbinen-Strahltriebwerk]]e basieren auf der [[Gasturbine]].

* Der [[Turbojet]] erzeugt Vortrieb nur durch den Abgasstrahl: Die angesaugte Luft wird vom [[Turbinen-Strahltriebwerk#Verdichter/Kompressor|Verdichter]] komprimiert und in der [[Turbinen-Strahltriebwerk#Brennkammer|Brennkammer]] zusammen mit [[Kerosin]] verbrannt, wobei sich die Temperatur der Mischung aus Verbrennungsgas und Luft (Heißgas) stark erhöht. Die anschließende [[Turbinen-Strahltriebwerk#Turbine|Turbine]] expandiert das Gas und entzieht ihm Energie, um damit den Verdichter anzutreiben. Die verbleibende [[kinetische Energie]] des Abgasstrahles erzeugt [[Schub]] und damit den Vortrieb.
* Das [[Mantelstromtriebwerk]] (engl. ''turbofan'') ist weitgehend gleich aufgebaut wie der Turbojet. Zusätzlich treibt die Turbine die vor dem Verdichter befindlichen großen „[[Turbinen-Strahltriebwerk#Fan|Fan]]“-[[Beschaufelung|Schaufelblätter]] an, die ähnlich einem Propeller eine große Luftmenge an der eigentlichen Gasturbine vorbei nach hinten blasen. Dieser [[Mantelstrom]] erbringt meist den Großteil der Antriebsleistung; der vom Abgasstrahl erzeugte Schub ist vergleichsweise gering. Diese Bauform wird bei praktisch allen Nicht-Propeller-Flugzeugen verwendet.
* Ein [[Turboprop]]-Triebwerk ist eine Gasturbine, die an ihrer Welle Rotationsleistung zum Antrieb eines [[Luftschraube|Propellers]] eines Flugzeugs abgibt. Eng damit verwandt ist das [[Hubschraubertriebwerk]], das [[Hauptrotor|Haupt-]] und [[Heckrotor-Konfiguration|Heckrotor]] eines [[Hubschrauber]]s antreibt. Die Gasturbine des Turboprop-Antriebs und das Hubschraubertriebwerk sind [[Wellenleistungstriebwerk]]e, deren Haupt-Leistungsabgabe Rotationsleistung an ihrer Welle ist.

===== Staustrahltriebwerk =====
{{Hauptartikel|Staustrahltriebwerk}}
Bei einem Staustrahltriebwerk wird die Eingangsluft wie beim Turbojet verdichtet, zusammen mit dem Kraftstoff in der Brennkammer verbrannt, und das entstehende Heißgas über die Schubdüse nach außen geführt. Die Verdichtung geschieht im Einlauf, in dem die Geschwindigkeit des Gases relativ zum Flugzeug stark verzögert wird, sodass der Druck steigt. Da weder ein rotierender Verdichter noch eine Turbine zu dessen Antrieb vorhanden sind, kommt das Staustrahltriebwerk weitgehend ohne bewegliche Teile aus.

Da ein Staustrahltriebwerk zum Verdichten eine erhebliche Vorwärtsbewegung durch die Luft benötigt (meist mindestens mehrere Hundert km/h, ein Scramjet meist Überschall), kann es bei Stillstand des Flugzeugs nicht arbeiten.

Im [[Ramjet]] verlaufen Verdichtung und Verbrennung bei „lokalem Unterschall“ – aus Sicht des Triebwerks durchfließt die Luft diese Triebwerksbereiche nicht mit Überschall-Geschwindigkeit.
Im [[Scramjet]] wird das gesamte Triebwerk mit „lokalem Überschall“ durchströmt.

===== Pulsstrahltriebwerk =====
Das [[Pulsstrahltriebwerk]] arbeitet im Gegensatz zum Staustrahltriebwerk pulsierend (nicht-kontinuierlich) und ist sehr einfach aufgebaut. Es besteht aus dem Strahlrohr mit Brennkammer und [[Flatterventil|Flatter-]] oder Jalousieventilen. Diese lassen von vorn Luft in die Brennkammer, schließen jedoch automatisch bei (versuchter) Gegenströmung. Der zugeführte Kraftstoff entzündet sich und das expandierende Heißgas kann das Strahlrohr nur nach hinten verlassen. Es gibt auch Bauformen ohne Jalousien, die auf „aerodynamischen Ventilen“ beruhen.

=== Nicht-luftatmende Antriebe ===
Bei der Bezeichnung „nicht-luftatmend“ wird zumeist implizit vorausgesetzt, dass die Antriebsart dennoch auf Verbrennung basiert.
Bei diesen Antriebsarten wird der benötigte [[Oxidationsmittel|Oxidator]] im Fluggerät mitgeführt. In der Regel handelt es sich um einen flüssigen [[Sauerstoff]]<nowiki/>träger.

==== Raketenantrieb ====
Beim [[Raketenantrieb]] führt die Verbrennung im Raketentriebwerk zu einer starken Expansion, die durch die Schubdüse ausgeführt wird. Das entstehende Heißgas, die sogenannte [[Stützmasse]], breitet sich in eine bestimmte Richtung aus, entsprechend dem Gesetz ''[[Actio und Reactio]]'' wird der Flugkörper in die entgegengesetzte Richtung angetrieben. Das Raketentriebwerk ist ein (nicht-luftatmendes) Strahltriebwerk. Entweder der Treibstoff beinhaltet bereits den zur Oxidation benötigten Sauerstoff, oder der Sauerstoff wird gesondert mitgeführt; die Expansion des Treibstoffes kann auch auf Molekülzerfall beruhen (keine Verbrennung). In allen Fällen ist kein Sauerstoff aus der Umgebung nötig.

=== Weitere Antriebsarten ===
Andere Antriebsarten haben bisher nur geringe Bedeutung:
* Elektromotor mit Propeller: Die Energie für den [[Elektromotor]] entstammt einem [[Akku]], selten einer [[Brennstoffzelle]] oder [[Solarzellen]] ([[Solarflugzeug]]). Auch an Hybridsystemen aus Elektromotor und luftatmendem Verbrennungsantrieb wird geforscht.
* Tretpedale oder mechanische Energiespeicher mit Propeller: Lediglich bei Flugmodellen werden am Boden Gummis verdrillt, die dann beim Sich-Entdrillen einen Propeller drehen und Vortrieb erzeugen. Mit (menschlicher) Muskelkraft betriebene Flugzeuge sind [[Muskelkraftflugzeug]]e.
* Vortrieb mittels Flügelschlagens: [[Ornithopter]] (auch ''Schwingenflugzeuge'') gibt es bisher nur im Experimentalbereich oder im Modellbau, die eigentliche Antriebskraft erzeugt ein Elektro-, Verbrennungs- oder Federmotor.

== Anzahl ==
Kleine Flugzeuge besitzen oft nur eine Antriebseinheit, größere besitzen meist mehrere gleichartige Einheiten – meist nicht mehr als vier, zumeist spiegelsymmetrisch zum Rumpf nebeneinander montiert. Sie erreichen so einen ausreichenden Gesamtschub, günstigere Belastung der Flugzeugstruktur, Redundanz bei Ausfall eines Triebwerks und/oder weitere aerodynamische Vorteile.

Flugzeuge für die kommerzielle [[Passagierluftfahrt]] sind zumeist mit mindestens zwei Triebwerken ausgestattet. Damit ist ein hohes Maß an Sicherheit durch Redundanz erreicht. Gleichzeitig ist mit zwei Triebwerken die höchste Wirtschaftlichkeit gegeben; mehr Triebwerke würden mehr Wartungsaufwand und mehr Treibstoffverbrauch bedeuten. Deshalb sind bei den meisten kommerziellen Flugzeugen (und bei fast allen neuen Flugzeugen) zwei Triebwerke verbaut. Für Langstrecken- und Ultralangstreckenflüge beschränken die [[ETOPS]]-Regeln, welche Route eingeschlagen werden darf, abhängig von der Distanz zu verfügbaren [[Ausweichflughafen|Ausweichflughäfen]], der ETOPS-Zulassung der Airline und der ETOPS-Zulassung des Flugzeugs, die unter anderem von der Triebwerksanzahl abhängt. Dies beschränkt Routen über Gebiete ohne Ausweichflughäfen, beispielsweise [[Ozean]]e, [[Wüste]]n, [[Steppe]]n, ausgedehnte [[Wald|Wälder]] oder [[Hochgebirge]], sowie anderweitig nicht anfliegbare Bereiche, wie zum Beispiel Kriegsgebiete. Ohne ETOPS-Zulassung gelten allgemeine, noch stärkere Routenbeschränkungen.

== Problemfelder ==
Durch die Flughöhen und den damit verbundenen niedrigen Luftdruck ergeben sich technische Schwierigkeiten, die Motoren mit genügend Sauerstoff aus der Umgebungsluft zu versorgen, insbesondere bei Kolbenmotoren. Eine Möglichkeit der Kompensation der geringeren Luftdichte bei Kolbenmotoren besteht in der [[Motoraufladung]]. Auch Gasturbinen zeigen in großer Höhe Leistungseinbußen, allerdings in geringerem Maße, da der Wirkungsgrad in kälterer Luft zunimmt.

== Siehe auch ==
* [[Antrieb von Wasserfahrzeugen]]
* [[FADEC|Full Authority Digital Engine Control]] (FADEC)
* [[Liste von Flugzeugtriebwerken]]

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Philip G. Hill, Carl R. Peterson |Titel=Mechanics and Thermodynamics of Propulsion |Verlag=Addison-Wesley Publishing Company |Ort=New York |Datum=1965 |Sprache=en |Reihe=Addison-Wesley Series in Aerospace Science |Online=https://archive.org/details/MechanicsAndThermodynamicsOfPropulsionHillPeterson/mode/2up}}
* Ernst Götsch: ''Luftfahrzeugtechnik'', Motorbuchverlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-613-02006-8
* {{Literatur |Autor=Andreas Linke-Diesinger |Titel=Systems of Commercial Turbofan Engines |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2008 |Sprache=en |ISBN=978-3-540-73618-9 |DOI=10.1007/978-3-540-73619-6}}
* {{Literatur |Autor=Willy J.G. Bräunling |Titel=Flugzeugtriebwerke: Grundlagen, Aero-Thermodynamik, ideale und reale Kreisprozesse, Thermische Turbomaschinen, Komponenten, Emissionen und Systeme |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2015 |ISBN=978-3-642-34538-8 |DOI=10.1007/978-3-642-34539-5}}
* {{Literatur |Autor=Joachim Kurzke, Ian Halliwell |Titel=Propulsion and Power |Verlag=Springer International Publishing |Ort=Cham |Datum=2018 |Sprache=en |ISBN=978-3-319-75977-7 |DOI=10.1007/978-3-319-75979-1}}
* {{Literatur |Autor=V. Babu |Titel=Fundamentals of Propulsion |Verlag=Springer International Publishing |Ort=Cham |Datum=2022 |Sprache=en |ISBN=978-3-030-79944-1 |DOI=10.1007/978-3-030-79945-8}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Aircraft engines}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Triebwerkstyp| ]]
[[Kategorie:Luftfahrtantrieb|!]]

Luftfahrtantriebe - Versionsgeschichte

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