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Schub

Definition: die Antriebskraft, die beispielsweise ein Strahltriebwerk oder Raketentriebwerk erbringt

Alternative Begriffe: Schubkraft, Vorschub, Vortriebskraft

Allgemeinerer Begriff: Kraft

Spezifischere Begriffe: Triebwerksschub, Raketenschub

Englisch: thrust

Kategorien: Fahrzeuge, Grundbegriffe, Kraftmaschinen und Kraftwerke, physikalische Grundlagen

Formelsymbol: F

Einheit: Newton (N)

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 02.03.2020; letzte Änderung: 14.03.2020

Mit Schub oder Schubkraft bezeichnet man die Antriebskraft, die beispielsweise ein Strahltriebwerk oder Raketentriebwerk erbringt. (Für Antriebskräfte von Straßenfahrzeugen wird der Begriff kaum gebraucht.) Es handelt sich also um eine Kraft, deren Werte mit der SI-Grundeinheit Newton anzugeben sind. Vor allem im angloamerikanischen Bereich werden aber noch häufig veraltete Einheiten wie das Kilopond (kp, Gewicht eines Kilogramms an der Erdoberfläche) oder das lbs (pound-force, Gewicht eines Pfunds an der Erdoberfläche) verwendet.

Gemäß dem Trägheitsgesetz von Isaac Newton entspricht der Schub dem erzeugten Impuls pro Zeiteinheit.

Schub bei Raketen- und Strahltriebwerken

Bei einem Raketentriebwerk ergibt sich der Schub aus dem Rückstoß der ausgestoßenen Gase. Wenn in einem vereinfachten Bild das gesamte Gas mit der einheitlichen Geschwindigkeit ausgestoßen wird, ergibt sich der Schub als das Produkt dieser Ausstoßgeschwindigkeit mit der ausgestoßenen Masse pro Zeiteinheit. Beispielsweise ergibt sich bei einer Austrittsgeschwindigkeit von 2000 m/s und einem Ausstoß von 1 kg/s ein Schub von 2000 N = 2 kN (Kilonewton).

Bei Strahltriebwerk muss zusätzlich der Impuls der angezogenen Luft berücksichtigt werden. Hierbei ist zu beachten, dass die pro Sekunde ausgestoßene Masse wegen des verwendeten Treibstoffs höher ist als die pro Sekunde eingezogene Luftmasse – wobei dieser Unterschied bei Mantelstromtriebwerken nicht so stark ins Gewicht fällt.

Schub und Antriebsleistung

Die Antriebsleistung im Sinne der pro Zeiteinheit übertragenen Antriebsenergie ergibt sich als das Produkt von Schub und Geschwindigkeit des Flugzeugs. Daraus ergibt sich, dass beispielsweise ein Flugzeugtriebwerk im Stand (z. B. mit angezogenen Bremsen) zwar einen hohen Schub, aber keine Antriebsleistung erbringen kann; sein Wirkungsgrad ist dann sehr gering. Bei der Reisegeschwindigkeit ist die Antriebsleistung dagegen erheblich:

Beispielsweise ergibt sich für einen Schub von 100 kN bei einer Reisegeschwindigkeit von 850 km/h (= 236 m/s) eine Antriebsleistung von ca. 23,6 MW (Megawatt). Wenn das Triebwerk dabei einen spezifischen Treibstoffverbrauch von 1,8 · 10−5 kg / s / N aufweist, also 1,8 kg Kerosin pro Sekunde verbraucht, entspricht dies berechnet nach dem Heizwert von 43 MJ/kg einer Treibstoffleistung von 77,4 MW. Der Antriebswirkungsgrad ist dann 23,6 MW / 77,4 MW = 30,5 %. Diese Zahlen entsprechen etwa denen eines typischen modernen Mantelstromtriebwerks eines Verkehrsflugzeugs.

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