Techniklexikon

Entspannungsdüse

Luft- und Raumfahrttechnik, Expansionsdüse, Ausströmdüse, spezieller Typ einer Düse. Entspannungsdüsen bilden denjenigen Teil eines Raketentriebwerks, der unmittelbar an die Brennkammer anschliesst und in dem die thermische Energie der heissen, verdichteten Verbrennungsgase in die kinetische Energie des Antriebsstrahls umgewandelt wird. Die Wirkung einer Entspannungsdüse besteht darin, dass der Antriebsstrahl mit Überschallgeschwindigkeit aus der Düsenmündung austritt. Der Vorgang beruht dabei im wesentlichen auf einem Entspannungseffekt der ausströmenden Gase, bei dem neben thermodynamischen Grössen v.a. die Form der Entspannungsdüse eine wesentliche Rolle spielt.

Das verbindende Kennzeichen aller Entspannungsdüsen ist die am Brennkammerende befindliche Verengung, der Düsenhals sowie ein sich anschliessender, unterschiedlich geformter Erweiterungsteil bis zur Düsenmündung. Ein konisch geformter Typ der Entspannungsdüse, der auch als Laval-Düse bezeichnet wird, ist wegen der hohen Ausströmgeschwindigkeit bei niedrigem Aussendruck für den Einsatz in der Raketentechnik besonders geeignet. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Grundtypen von Entspannungsdüsen, jene mit innerer (Laval-, Parabol- und Ringdüse) und solche mit äusserer Entspannung (Ringhalsdüse) (Abb.).

Entspannungsdüse: schematische Darstellung von Entspannungsdüsen: 1 Düsen mit innerer Entspannung (a) konische Düse, b) Paraboldüse, c) Ringdüse mit Parabolkontur); 2 Düsen mit äusserer Enspannung (a) Ringhalsdüse mit Parabolkelgel, b) Ringhalsdüse mit geradem Kegel); 3 Düse mit innerer und äusserer Entspannung (E-D-Düse).