Über die Heinkel-Turbine HeS 11
Die Firma Heinkel war zweifelsohne der Pionier der TL-Triebwerke. Bereits 1935 begann man mit der Entwicklung und hatte 1939 mit der He 178 das erste TL-getrieben Flugzeug der Welt in der Luft.
Leiter der TL-Entwicklung bei Heinkel war Pabst von Ohain, der bereits seit 1933, also vor seinem Eintritt bei Heinkel aus eigenem Antrieb das Thema bearbeitete. Heinkel hatte die Entwicklung mit einem rein radial arbeitenden Verdichter (1-stufig) und einer ebenfalls einstufigern Radialturbine begonnen, weil das offenbar einfacher zu beherrschen war. Auch heutige Modellflugzeug-TL-Triebwerke arbeiten bezüglich des Verdichters ausschließlich nach diesem Prinzip. Die Konkurrenten Junkers (Jumo 004) und BMW (BMW 003) und später auch Daimler-Benz wandten das Prinzip der axial arbeitenden Verdichterstufen an. Meines Wissens wird dieses heute bei Großtriebwerken ausschließlich angewendet.
Das gegen Ende des Krieges für nahezu alle Projekte vorgesehene Heinkel-Triebwerk HeS 11 konnte sich noch nicht ganz von diesem Konstruktionsprinzip lösen. Man nannte es hier Diagonal-Verdichter. Diagonal soll heißen dass die Luft in der zweiten Verdichterstufe schräg, also nicht ganz radial und auch nicht ganz axial durch die Verdichterblätter strich. Die erste Verdichterstufe und die drei anschließenden Verdichterstufen waren, genauso wie die zwei Turbinenräder, bereits nach dem Axialprinzip gebaut.
In Prüfstandsläufen hatte das Triebwerk HeS 11 Anfang 1945 einen Schub von ca. 1300 kp (also etwa 13,3 kN) erreicht. Keines der etwa 20 gebauten Exemplare ist noch in einem Flugzeug zum Einsatz gekommen.
Die Entwicklung der TL-Triebwerke litt bei allen Herstellern unter zwei völlig unterschiedlichen Zwängen:
Erstens wurde seitens des RLM um 1942 die Weiterentwicklungen dieser Triebwerke praktisch gestoppt, weil man der Meinung war, das der Krieg sehr bald zu Ende sei und diese Triebwerke nicht mehr zum Einsatz kämen. Dies kostete etwa 2 bis 2,5 Jahre. Zum anderen waren Metalle wie Nickel, Kobalt und Chrom sehr knapp und konnten kaum für hochwarmfeste Legierungen benutzt werden, ob wohl dies für die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad der Triebwerke wichtig gewesen wäre. Gerade einmal für die thermisch hoch belasteten Turbinenschaufeln standen diese Materialien begrenzt zur Verfügung. In anderen Bereichen musste man sich
mit geringerwertigen Stählen abfinden.
About the Jet Engine Heinkel HeS 11
The Heinkel Works were the pioneers of jet engines without any doubt. Already in 1935 they began with the development and 1939 the first jet powered aircraft of the world, the He 178, arose into the sky. The chief of the development department was Pabst von Ohain who worked in this field on his own since 1933 i.e. before he entered the Heinkel Works.
Heinkel had begun the development with purely radial working compressor section (one stage) and a radial turbine section which had one stage as well. This principle was obviously easier to master. Today’s jet engines for model aircrafts work on this principle too, concerning the compressor section.
The competitors Junkers (Jumo 004) and the Bavarian Motor Works (BMW 003) and later on Daimler-Benz used solely the principle of axial working compressor and turbine sections. As I know all big jet engines of today work on this principle.
The HeS 11, which should be used in nearly every jet aircraft project, could not detach this radial principle in the whole. The solution was called diagonal compressor. Diagonal means that the air which flows through the second stage of the compressor moves bevelled i.e. not purely radial and not purely axial. The first compressor stage and the three stages after the diagonal stage were designed purely axial as well as the two turbine wheels.
In the beginning of 1945 the engine had a thrust of 1300 kp (approx. 13.3 kN) on the test-beds. None of some 20 built prototype engines had been mounted into an aircraft.
The development of jet engines at every manufacturer suffered from two very different restraints. On one hand there had been a stop command from the RLM (Aviation Ministry of the Reich) in 1942 because the military were of the opinion that the war would be over very soon so that such development will not become effective. This decision cost approximately two or two and a half years. On the other hand there was a lack of metals like Nickel, Cobalt, Chrome and so they were hardly to use in high temperature alloys.
Only for heavily loaded turbine blades this materials could be used to a certain degree. In other areas of the engine low-grade steels had to be accepted.