JUMO 004


JUMO 004
Jumo 004 A - Vorserienmodell, ausgestellt im Luftfahrtmuseum Laatzen Hannover
Jumo 004 A - links Teil des Verdichtergehäuses, dann einige Verdichterstufen, rechts Brennkammern
Jumo 004 B Schnittmodell - Blau: Verbrennungs- und Kühlluft; Rot: Brennräume und Verbrennungsgase

Das Junkers Jumo 004-Strahltriebwerk war das erste serienreife Strahltriebwerk der Welt. Etwa 5.000 Einheiten des Triebwerks, hauptsächlich Jumo 004 B, wurden bis Ende des Zweiten Weltkriegs in Deutschland produziert und vornehmlich für die zweistrahlige Messerschmitt Me 262 sowie die Arado Ar 234 verwendet. Das Strahltriebwerk wurde sogar nach dem Krieg noch in einigen osteuropäischen Ländern in weiterentwickelten Varianten produziert und eingesetzt.

Die Einsatzmöglichkeiten und Vorteile des „neuartigen Flugzeugantriebs“ wurden in Deutschland schon 1939 von Hans von Ohain demonstriert, der bei den Heinkel-Flugzeugwerken als Entwickler angestellt war. Dies geschah erstmals durch einen Testflug der einstrahligen Heinkel He 178 am 27. September 1939, allerdings nicht mit einem Jumo 004, sondern einem HeS 3. Das Reichsluftfahrtministerium (RLM) zeigte aber kein Interesse an der neuen Technik. Kein Vertreter des RLM erschien zu dieser Vorführung. Göring und Udet erkannten die Möglichkeiten der neuen Technologie nicht. Mit Generalluftzeugmeister Milch als Chef des RLM änderte sich dies. Nun sollte die forcierte Entwicklung von Strahltriebwerken der deutschen Luftwaffe strategische wie taktische Vorteile verschaffen.

Die Junkerswerke in Dessau begannen daraufhin unter Dr. Anselm Franz mit der Entwicklung eines serienreifen und zuverlässigen Strahltriebwerks. Das RLM gab diesem Projekt die Nummer 109-004, woraus sich der Name des Strahltriebwerks Jumo 004 (JUnkers MOtor + Projektnummer) ableitet. Das unscheinbare Präfix „109“ kennzeichnete hingegen alle streng geheimen Projekte, die die Entwicklung von Strahltriebwerken zum Gegenstand hatten.

Der Prototyp des Jumo 004A wurde erstmals gegen Ende 1940 getestet. Im folgenden Januar gelang es, das Strahltriebwerk auf vollen Schub zu beschleunigen, ohne dass es zu Störungen oder Triebwerksplatzern kam. Allerdings verzögerte sich der Einsatz des Triebwerks im Flugzeug, da es immer wieder zu Schwierigkeiten bei den Verdichterschaufeln kam. Im März 1942 konnte es erstmals zu Flugtests an einer Messerschmitt Bf 110 eingesetzt werden. Das Triebwerk hatte später umkonstruiert werden müssen, um den Mangel an Legierungsmetallen auszugleichen, insbesondere Chrom, Nickel, Cobalt und Molybdän. Anstelle von hochtemperaturbeständigem Stahl wurde für die Turbine nun einfaches Tiefziehblech verwendet, das zum Schutz vor Verzunderung mit Aluminium beschichtet wurde. Die für dieses Material erforderliche Kühlung der hohlen Turbinenschaufeln und des Leitrades erfolgte durch zwischen fünfter und sechster Stufe sowie hinter der letzten Stufe des Verdichters entnommene Druckluft. Zur Vermeidung von Schwingungsproblemen mit der Beschaufelung wurde die Höchstdrehzahl des Triebwerks von 9000 U/min auf 8700 U/min reduziert. Diese Änderungen hatten einen Leistungsverlust zur Folge – das Jumo 004 A brachte noch 9,8 kN (1000 kp) Schub auf, während das 004 B als „sparstoffarmes“ Triebwerk nur noch über 8,7 kN (890 kp) Schub verfügte. Das Gewicht des Jumo 004 B wurde gegenüber der A-Version um etwa 100 kg reduziert. Trotz des genialen Kühlsystems der „Blechturbine“ waren die „Spar“-Werkstoffe im Jumo 004 B den mechanischen und thermischen Belastungen nicht dauerhaft gewachsen und verursachten häufig Probleme durch gerissene Leit- oder Laufradschaufeln der Turbine. Während das Jumo 004 A noch 100-Stunden-Vollastläufe problemlos überstand, musste beim Jumo 004 B die TBO auf 25 Stunden zurückgenommen werden. Im Einsatz kam es häufig schon vor dieser Zeit zu Schäden an den 004-B-Triebwerken. Die Lebensdauer der Triebwerke hing dabei nicht unerheblich von der Erfahrung des jeweiligen Piloten ab. So führte ein zu schnelles Aufziehen des Leistungsreglers oft zur Überhitzung und Beschädigung der Turbine.

Zum Hochfahren des Triebwerks auf Anlassdrehzahl war ein von Norbert Riedel konstruierter 2-Zylinder-Zweitakt-Boxermotor mit extrem kurzem Hub (270 cm3, 10,5 PS bei 7150 U/min) in der Nabe des Triebwerkeinlaufs eingebaut.

Am 18. Juli 1942 kam es dann zum ersten erfolgreichen Einsatz des Triebwerks Jumo 004 durch einen Prototypen der zweistrahligen Messerschmitt Me 262. Daraufhin bestellte das RLM das Triebwerk als Ausstattung für die neue Flugzeuggeneration und die Serienfertigung des Jumo 004 begann.

Die Triebwerke wurden damals in der Kurzform von Turbine als „Turbo“ bezeichnet, was sich vom lateinischen turbo, turbonis (Wirbelwind, etwas sich drehendes) ableitet. Im englischsprachigen Raum ist die Bezeichnung „Turbojet“ für Strahltriebwerke noch heute üblich.

Eine Besonderheit des Jumo 004 bestand darin, dass es sowohl einen axialen Verdichter (achtstufig, Druckverhältnis 3,1) als auch eine axiale Turbine enthielt, womit es seiner Zeit voraus war. Das in der Gloster Meteor eingesetzte englische Turbostrahltriebwerk besaß einen radialen Verdichter, wodurch es eine wesentlich größere Stirnfläche aufwies. Heute ist die Bauart mit axialen Komponenten Standard, fand aber beispielsweise in den USA erstmals im Jahr 1947 beim Triebwerk General Electric J35 Anwendung.

Technische Daten

Junkers Jumo 004B-1:
Kenngröße Daten
Kompressor    8-stufig axial
Turbine    1-stufig axial
Druckverhältnis Kompressor    3,1:1
Gewicht    757 kg
Gewicht mit Verkleidung    805 kg
Standschub:    8,7 kN
Leerlaufdrehzahl    3080 min-1
max. Drehzahl    8700 min-1
Leerlaufverbrauch    283 kg/h
max. Kraftstoffverbrauch    1234 kg/h
spez. Kraftstoffverbrauch    138,7 kg/kN/h
Größter Aussendurchmesser    0,86 m
Länge    3,86 m
Stirnfläche    0,59 m2

Siehe auch

Liste von Flugzeugtriebwerken

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