Junkers Jumo 004

Jumo 004 A – Vorserienmodell, ausgestellt imLuftfahrt-Museum Laatzen-Hannover

Jumo 004 A – links Teil des Verdichtergehäuses, dann einige Verdichterstufen, rechts Brennkammern

Schnittmodell Jumo 004 B – Blau: Verbrennungs- und Kühlluft; Rot: Brennräume und Verbrennungsgase

DasJunkers Jumo 004war das erste serienreifeStrahltriebwerkder Welt. Von Februar 1944 bis März 1945 wurden 6010 Jumo-004-Aggregate der Serienversionen B1 und B2 hergestellt, von denen 4752 Stück zur Auslieferung kamen.Diese wurden vornehmlich für dieMesserschmitt Me 262sowie dieArado Ar 234verwendet. Die Konstruktion derJunkers Flugzeug- und Motorenwerkewurde in weiterentwickelten Varianten auch nach dem Krieg noch in einigen osteuropäischen Ländern produziert und eingesetzt.

Entwicklungsgeschichte

Die Einsatzmöglichkeiten und Vorteile des „neuartigen Flugzeugantriebs “wurden in Deutschland schon 1939 vonHans von Ohaindemonstriert, der bei denHeinkel-Flugzeugwerken als Entwickler angestellt war. Dies geschah erstmals durch einen Testflug der einstrahligenHeinkel He 178am 27. August 1939, allerdings nicht mit einem Jumo 004, sondern einemHeinkel HeS 3.DasReichsluftfahrtministerium(RLM) zeigte jedoch kein Interesse an der neuen Technik, kein Vertreter des RLM erschien zu dieser Vorführung.Hermann Göringals Reichsluftfahrtminister undErnst Udet–Generalluftzeugmeisterund damit Leiter der technischen Entwicklung derLuftwaffe– erkannten die Möglichkeiten der neuen Technologie nicht. MitErhard Milch,nach Udets Suizid im November 1941 dessen Nachfolger, änderte sich dies. Nun sollte die forcierte Entwicklung von Strahltriebwerken der Luftwaffe entscheidende Vorteile verschaffen.

Der Junkers-Motorenbau inDessaubegann daraufhin unter der Leitung vonAnselm Franzmit 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. Alle streng geheimen Entwicklungen von Strahltriebwerken und Raketenantrieben bekamen das unscheinbarePräfix„109 “(siehe auch:Walter HWK 109-509).

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 in einem Flugzeug, da es immer wieder zu Schwierigkeiten bei denVerdichterschaufelnkam. Im März 1942 konnte es an einerMesserschmitt Bf 110erstmals zu Flugtests eingesetzt werden. Am 18. Juli 1942 kam es dann zum ersten erfolgreichen Einsatz des Triebwerks Jumo 004 in einem Prototyp der zweistrahligenMesserschmitt Me 262.

Daraufhin bestellte das RLM das Triebwerk als Ausstattung für die neue Flugzeuggeneration. Das Jumo 004 bzw. Komponenten wurden in den Werken Dessau,MagdeburgundKöthen,den beiden Junkers-TochterfirmenZittwerke AGinZittausowieMuldenwerke AGinMuldensteinund bei der zumAuto-Union-Konzern gehörendenMitteldeutsche Motorenwerke GmbHinTauchagebaut.

Um den Einsatz von knappen „Sparstoffen “, vor allemNickelundMolybdänzu verringern, musste das Triebwerk umkonstruiert werden: Viele Teile wurden nun aus Tiefziehblech hergestellt, das zum Schutz vorVerzunderungmit Aluminiumlack beschichtet wurde. Für die Turbinenschaufeln wurde anstelle vonTinidur(30 % Nickel, 15 %Chromund 1,7 % Titan) nunChromadurohne Nickel mit 13 % Chrom, 18 %Manganund 0,7 %Vanadiumverwendet. Nach der vierten Verdichterstufe wurde Kühlluft für das Schubdüsengehäuse abgezweigt; die Luft für die Kühlung der Turbinenleitschaufeln und die hohlen Laufschaufeln zweigte nach der achten Stufe des Verdichters ab. Zur Vermeidung von Schwingungsproblemen mit der Beschaufelung wurde die Höchstdrehzahl des Triebwerks von 9000 min⁻¹auf 8700 min⁻¹reduziert. 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 aufwändigen Kühlsystems der neuen „Blechturbine “Jumo 004 B waren diese ohne „Sparstoffe “den mechanischen und thermischen Belastungen nicht dauerhaft gewachsen und verursachten häufig Probleme durch gerissene Leit- oder Laufradschaufeln. Während das Vormodell Jumo 004 A noch 100-Stunden-Volllastläufe problemlos überstand, musste beim Serientyp Jumo 004 B derZeitraum bis zur Grundüberholungauf 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.

Riedel-Anlasser

Zum Hochfahren des Triebwerks auf Anlassdrehzahl war in der Nabe des Triebwerkeinlaufs ein 2-Zylinder-Zweitakt-Boxermotormit extrem kurzem Hub eingebaut, der elektrisch oder mit einemSeilzugstartergestartet wurde. Das vonNorbert Riedelkonstruierte Aggregat („Riedel-Anlasser “) mit 270 cm³ Hubraum leistete 7,7 kW (10,5 PS) bei einer Drehzahl von 7150 min⁻¹und wurde von denVictoria-WerkeninNürnberghergestellt.

Die Triebwerke wurden damals in der Kurzform von Turbine als „Turbo “bezeichnet, was sich vom lateinischen turbo, turbonis (Wirbelwind, etwas sich Drehendes) ableitet. Im englischen Sprachgebrauch ist die Bezeichnung „Turbojet “als Gattungsbezeichnung für Einstrom-Strahltriebwerke ohneMantelstromnoch heute üblich.

Eine besondere Eigenschaft der Jumo-004- und derBMW-003-Turbine bestand darin, dass diese bereits mitAxialverdichternversehen waren. Die britischen Strahltriebwerke vom TypRolls-Royce Welland,DerwentundNenebesaßenRadialverdichter,wodurch die Triebwerke einen wesentlich größeren Durchmesser aufwiesen. Der Axialverdichter kam erst 1947 imRolls-Royce Avonsowie im gleichen Jahr imGeneral Electric J35zur Anwendung und ist heute allgemein Stand der Technik.

Technische Daten

Kenngröße	Jumo 004 B-1 „Orkan “
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/kNh
größter Außendurchmesser	0,86 m
Länge	3,86 m
Stirnfläche	0,59 m²

Verwendung

• Messerschmitt Me 262
• Arado Ar 234
• Heinkel He 280V7, V8
• Heinkel He 162
• Junkers Ju 287V1
• Arsenal VG 70
• SNCASO 6000 J-01 Triton
• Horten H IXV2
• Jakowlew Jak-15
• Lawotschkin La-150
• Suchoi Su-9

Museale Rezeption

Exemplare des Jumo 004 oder dessen Schnittmodelle sind heute unter anderem imTechnikmuseum Hugo Junkersin Dessau, derFlugausstellung L.+P. JuniorinHermeskeil,demLuftfahrtmuseuminLaatzen,derRWTH Aachen,demFlugmuseum Messerschmittin Manching, derTU Darmstadt,demHeeresgeschichtlichen MuseuminWien,demMusée de l’air et de l’espaceinLe Bourget,demScience MuseuminLondon,demNational Museum of the United States Air ForceinDaytonsowie im Museum der schweizerischen Fliegertruppen in Dübendorf (Zürich) ausgestellt.

DasFlying Heritage & Combat Armor Museummit Sitz inPaine Fieldin Everett, Washington, restauriert derzeit eine Me 262 (Werknummer 500453) und die dazugehörigen Jumo-004-Motoren in einen flugfähigen Zustand. Die Triebwerke wurden umgerüstet, um eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit und damit eine längere Motorlebensdauer zu erreichen. Seit Oktober 2019 hat die restaurierte 262 mit ihren originalen 004-Triebwerken bereits mehrere erfolgreich Rolltests durchgeführt.

Siehe auch

• Liste von Flugzeugtriebwerken

Weblinks

Commons:Junkers Jumo 004– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• John Foster jr.:Messerschmitt Me-262 Jet Fighter.Part II – The Power Plant. In:Design Analysis.Aviation Week, 1. November 1945,S. 115–130,archiviert vomOriginalam18. April 2016;abgerufen am 11. April 2021(englisch): „First complete engineering study ever published on jet power plant reveals, in addition to fundamental principles of jet propulsion, the design and production compromises made necessary by limitations of materials. “
• Start- und Laufgeräuscheeines restaurierten Jumo 004 mit Riedel-Anlasser.