Ein Reaktionsmotor ist eine Art Verbrennungsmotor, der die reaktive Wirkung des aus dem Motor austretenden Stoffes nutzt, um ihn in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen (Aktions- und Reaktionsgesetz).

In diesem Artikel wird kurz untersucht, wie eine Reaktionsmaschine funktioniert, welche Geschichte sie hat und welche Typen sie haben kann.

Die Geschichte des Reaktionsmotors in Kürze

Die ersten Grundlagen für die Realisierung von Reaktionsmaschinen wurden 1903 von Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky gelegt. Anschließend entwickelte er 1915 ein Raketensystem, dessen Prinzip noch heute Anwendung findet. Allerdings erlangten Reaktionsmaschinen erst in den Jahren zwischen den Weltkriegen Beachtung, wobei ihnen die Deutschen, Amerikaner und Russen die größte Aufmerksamkeit schenkten.

In Deutschland beschlossen die Konstrukteure nach den ersten Tests mit Pulverraketentriebwerken, Tests mit Flüssigkeitsraketentriebwerken zu starten. Der erste erfolgreiche Test wurde 1925 mit einem in einem Opel-Wagen montierten Reaktionsraketenmotor durchgeführt, der eine damals noch nie dagewesene Geschwindigkeit von 238 km/h erreichte. All diese Versuche und Experimente führten zur Entstehung des deutschen Raketenprogramms.

Den größten Aufschwung erlebten Reaktionsmotoren jedoch im Zweiten Weltkrieg. Die größten Fortschritte in der Entwicklung von Reaktionsmotoren wurden während des Krieges erzielt. Darüber hinaus wurden auch moderne Raketentriebwerke konstruiert, die die ballistischen Raketen V1 und V2 antreiben. Diese Motoren wurden in Deutschland gebaut.

Basierend auf deutschen Forschungen aus dem Zweiten Weltkrieg wurden in den folgenden Nachkriegsjahren weitere Reaktionsmotorenprojekte umgesetzt. Nach dem Zweiten Weltkrieg begann der Wettlauf um den Weltraum und das Wettrüsten. Viele deutsche Wissenschaftler wurden im Gegenzug für eine Begnadigung für Kriegsverbrechen in die USA eingeladen, um am Apollo-Weltraumprogramm zu arbeiten.

Heute ist der Reaktionsmotor die Basis für die meisten Antriebe in der Luft- und Raumfahrttechnik. Zu den modernsten Reaktionstriebwerken zählen heute Schubtriebwerke mit interner Überschallströmung, Ionenraketentriebwerke und Laserreaktionstriebwerke.

Reaktionsmotoren und ihre Typen:

• Raketentriebwerk
• Reaktionstriebwerk
• Schubtriebwerk
• Impulstriebwerk
• Hydrojet-Triebwerk
• Ionentriebwerk

Zu den am häufigsten eingesetzten Reaktionsmotoren zählen Reaktions- oder Raketentriebwerke.

Raketenantrieb:

Ein Raketentriebwerk ist ein reaktives Triebwerk, dessen Betrieb nicht durch die äußere Umgebung beeinflusst wird, da es in seinem Reservoir Treibstoff und ein Oxidationsmittel mitführt. Ein Raketentriebwerk funktioniert nach dem Prinzip von Aktion und Reaktion. Bei der Verbrennung des Arbeitsstoffes entstehen Rauchgase, die mit hoher Geschwindigkeit die Triebwerksaustrittsdüse verlassen.

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Raketentriebwerk: Um welche Art von Verbrennungsmotor handelt es sich?

Die Reaktionswirkung des Abgases wirkt somit mit Kraft in entgegengesetzter Richtung auf den Motor und damit auch auf die mit dem Motor verbundene Maschine. Vereinfacht ausgedrückt wird die Maschine, an der dieser Motor befestigt ist, in die entgegengesetzte Richtung angetrieben, in der die Abgase die Auslassdüse des Motors verlassen.

Da dieser Motor seine Energiequelle trägt, kann er auch im Weltraum (Vakuum) arbeiten. Heutzutage werden die am weitesten verbreiteten Raketentriebwerke mit festem oder flüssigem Treibstoff betrieben.

Düsentriebwerk:

Ein Strahltriebwerk ist eine Art Reaktionstriebwerk, das hauptsächlich in der Luftfahrt eingesetzt wird. Dieser Motortyp funktioniert nach dem Prinzip von Aktion und Reaktion, genau wie ein Raketenmotor, was bedeutet, dass die aus dem Motor austretenden Abgase eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung auf den Motor ausüben und ihn so vorwärtstreiben.

Im vorderen Teil des Strahltriebwerks befindet sich eine Einlassvorrichtung, durch die Luft in das Triebwerk transportiert wird, die von einem Kompressor angesaugt und komprimiert wird. Nach der Kompression wird die Luft erhitzt und gelangt in die Brennkammer, wo Kraftstoff eingespritzt wird.

Nachdem das Gemisch gezündet ist, werden Wärmeenergie und heiße Gase freigesetzt, die aus der Brennkammer austreten und die Turbine an der Rückseite des Motors drehen. Dadurch entsteht hinter der Turbine ein hoher Druck, der Wärmeenergie in kinetische Energie umwandelt, wodurch Triebwerksschub entsteht.

Schubmotor:

Der Schubmotor ist strukturell der einfachste Typ eines Reaktionsmotors. Dieser Motortyp besteht aus einem verengten und an beiden Enden offenen Rohr. Während des Fluges gelangt Luft durch Schub in das Triebwerk. Beim Eintritt in den Motor verlangsamt sich die Luft und erhöht ihren Druck.

Anschließend wird Kraftstoff in die Druckluft eingespritzt. Durch die Verbrennung des Gemisches entstehen hohe Temperaturen und Drücke, und die Abgase beginnen, den Motor durch den verengten Auslass zu verlassen, was den Motor vorwärts treibt.

Impulsmotor:

Ein Impulsmotor ist ein reaktiver Motor, der die Resonanzfrequenzen des Gases in der Austrittsdüse für seine Arbeit nutzt. Vorne befindet sich ein Diffusor, der Teil des Lufteinlasses für den Motor ist. Hinter dem Diffusor befindet sich eine Mischkammer, die dem Luftstrom Brennstoff hinzufügt.

Dieses Gemisch gelangt in die Brennkammer, die durch Ventile von der Mischkammer getrennt ist. Nach der Zündung des Gemisches im Brennraum strömen Gase in die Triebwerksdüse, die für dessen Vortrieb sorgt. Der Pulsationsmotor wurde erstmals im Zweiten Weltkrieg serienmäßig in den deutschen V-1-Raketen eingesetzt.

Ionenmotor:

Wie ein Raketentriebwerk trägt das Ionentriebwerk seine Energiequelle an Bord. Im Gegensatz zu einem Raketentriebwerk funktioniert ein Ionentriebwerk jedoch nach einem elektrischen Prinzip.

Auch wenn der Reaktionsmotor nicht zum Antrieb von Autos verwendet wird, gibt es, oder besser gesagt, ein paar Verrückte, die ihre Autos mit diesem Motor ausgestattet haben. Einige von ihnen gewannen sogar den ironischen Darwin-Preis.

Der Reaktionsmotor und der Darwin Award:

Der Darwin-Preis ist der Preis für den seltsamsten Tod, der durch menschliche Dummheit verursacht wurde. Es handelt sich also um eine Art ironische Auszeichnung für Menschen, die dazu beigetragen haben, den menschlichen Genpool zu verbessern, indem sie sich freiwillig und durch ihre Dummheit daraus entfernt haben.

Ein Darwin Award ging an einen Mann namens Wile E. Coyote, der eines schönen Tages beschloss, einen Raketentriebwerk (JATO-Rakete) in seinen Chevy Impala einzubauen. Diese Raketen dienen dazu, überladene Frachtflugzeuge aus einem sehr kurzen Bereich zu starten. Zum Vergleich: Sechs solcher Raketen ermöglichen den Start eines 70-Tonnen-Flugzeugs auf einer Fläche so lang wie ein Fußballfeld. Aber was kann eine solche Rakete mit einem etwa 2 Tonnen schweren Auto bewirken, und warum nicht einmal ausprobieren?

Nachdem die Rakete auf dem Dach des Impala montiert war, beschloss der Typ, einen ausreichend langen Autobahnabschnitt in der Wüste von Arizona zu finden. Nachdem er eine Weile gesucht hatte, stieß er auf eine drei Meilen lange Strecke ohne eine einzige Kurve. Es befand sich am Ende dieses Abschnitts. Also stieg das Meerschweinchen ins Auto und zündete ohne nachzudenken die Rakete.

Die Polizei fand den Brandort sehr leicht, da auf der Straße kein Asphalt vorhanden war. Schließlich hatte es die Hitze des Motors zum Schmelzen gebracht. Nach fünf Sekunden, als die Rakete ihren maximalen Schub entwickelte, raste der Typ mit seinem Impala bereits mit einer Geschwindigkeit von 560 km/h voran und beschleunigte stetig.

Der volle Schub der Rakete trieb das Auto weiter, und als klar wurde, dass der ausgewählte Abschnitt der Autobahn zu kurz war, beschloss der Autofahrer, mit dem Bremsen zu beginnen. Dies scheiterte jedoch, da sowohl die Reifen als auch die Bremsen durchbrannten und der Impala in die Luft flog und von der Rakete immer weiter angetrieben wurde.

Der Autofahrer wurde zum Piloten, der in 38 Metern Höhe gegen einen Felsen prallte. Es befand sich am Ende einer drei Meilen langen Geraden. Bei ihrer Ankunft entdeckte die Polizei einen metertiefen Krater im Felsen, in den der unglückliche Mann gestürzt war, und in dem an einer Absturzstelle gefundenen Lenkrad waren nur wenige Knochen, Zähne und Nägel eingebettet.