Was ist Schub in der Luftfahrt?

Schub ist die Vorwärtskraft, die von Flugzeugtriebwerken erzeugt wird. Sie entsteht durch die Beschleunigung von Luft oder Abgasen nach hinten – gemäß Newtons drittem Gesetz erzeugt dies eine gleich große Vorwärtskraft auf das Flugzeug. Schub wird in Pound-force (lbf) oder Kilonewton (kN) gemessen.

Wie viel Schub erzeugt ein Düsentriebwerk?

Der Schub von Düsentriebwerken variiert stark: Kleine Geschäftsreisejets erzeugen 10-20 kN (2.000-4.500 lbf) pro Triebwerk, Verkehrsflugzeuge 100-500 kN (22.000-112.000 lbf) pro Triebwerk, und Militärjäger mit Nachbrenner können 150 kN (34.000 lbf) überschreiten.

Was ist das Schub-Gewichts-Verhältnis?

Das Schub-Gewichts-Verhältnis (S/G) vergleicht den Triebwerksschub mit dem Fahrzeuggewicht. Wenn S/G größer als 1,0 ist, kann das Fahrzeug vertikal beschleunigen (wie eine Rakete). Die meisten Verkehrsflugzeuge haben ein S/G von etwa 0,25-0,35 und sind auf Tragflächen für den Auftrieb angewiesen. Jäger können ein S/G größer als 1,0 für schnellen Steigflug haben.

Schub und Antrieb

Wie Triebwerke Kraft erzeugen

Über Schub erfahren

Schub ist die Kraft, die Flugzeuge, Raketen und Schiffe vorwärtsbewegt. Ob durch Düsentriebwerke, Propeller oder Raketen – Schub wird erzeugt, indem Masse (Luft, Abgas, Wasser) in eine Richtung beschleunigt wird, wodurch das Fahrzeug in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird. Das Verständnis von Schub hilft zu erklären, wie wir Flug und Raumfahrt erreichen.

Wie verschiedene Triebwerke Schub erzeugen

Düsentriebwerke (Turbofan/Turbojet)

Luft ansaugen, verdichten, Treibstoff hinzufügen, zünden
Heißes Abgas tritt mit hoher Geschwindigkeit aus
Reaktionskraft = Schub
Schub: 10.000-100.000+ lbf (45-450+ kN)

Raketentriebwerke

Tragen sowohl Treibstoff als auch Oxidator mit
Funktionieren im Vakuum (keine Luft nötig)
Sehr hohe Abgasgeschwindigkeit
Schub: Bis zu 7.000.000+ lbf (31.000+ kN)

Propeller

Beschleunigen große Luftmasse mit geringerer Geschwindigkeit
Effizient bei niedrigeren Geschwindigkeiten
Schub: 500-5.000+ lbf (2-22+ kN)

Schubwerte nach Fahrzeug

Fahrzeug/Triebwerk	Schub (kN)	Schub (lbf)
Cessna 172 (Propeller)	2-3	450-675
Boeing 737 (je Triebwerk)	120	27.000
Boeing 777 (je Triebwerk)	440	99.000
F-35 Lightning (Nachbrenner)	191	43.000
Space Shuttle SSME (je Stück)	2.090	470.000
Saturn V F-1 (je Stück)	6.770	1.522.000
SpaceX Raptor	2.300	517.000

Krafteinheiten umrechnen

Schubeinheiten

Einheit	System	Gängige Verwendung
Pound-force (lbf)	Imperial	US-Luftfahrt/-Raumfahrt
Kilonewton (kN)	SI	Internationale Luftfahrt
Newton (N)	SI	Wissenschaftlich
Kilogramm-Kraft (kgf)	Metrisch (nicht-SI)	Einige Länder

Umrechnungen

1 kN = 224,8 lbf
1.000 lbf = 4,448 kN

Die Schubgleichung

Für ein Düsentriebwerk:

Schub = ṁ × (V_Abgas - V_Einlass) + (P_Abgas - P_Umgebung) × A_Abgas

Vereinfacht:

Schub ≈ ṁ × ΔV

Wobei ṁ der Massenstrom und ΔV die Geschwindigkeitsänderung ist.

Beispiel

Ein Düsentriebwerk verarbeitet 100 kg/s Luft und beschleunigt sie um 500 m/s:

Schub = 100 × 500 = 50.000 N = 50 kN

Spezifischer Impuls (Effizienz)

Der spezifische Impuls (I_sp) misst die Antriebseffizienz:

I_sp = Schub / (Massenstrom × g)

Höherer I_sp = effizienterer Treibstoffverbrauch.

Triebwerkstyp	I_sp (Sekunden)
Feststoffrakete	250-280
Flüssigkeitsrakete (RP-1/LOX)	300-350
Flüssigkeitsrakete (H2/LOX)	400-450
Turbojet	2.000-3.500
Ionentriebwerk	3.000-10.000+

Fazit

Schub ist die Kraft, die Fahrzeuge antreibt, indem Masse in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt wird (Newtons drittes Gesetz). Ob durch Propeller (große Luftmasse langsam beschleunigt), Düsen (mäßige Masse mit hoher Geschwindigkeit) oder Raketen (kleine Masse mit sehr hoher Geschwindigkeit) – Schub wird in Newton, Kilonewton oder Pound-force gemessen. Das Schub-Gewichts-Verhältnis bestimmt, ob ein Fahrzeug schweben, fliegen oder vertikal beschleunigen kann.