Ist es normal, dass Triebwerke manchmal Flammen aufblitzen lassen?

Ein Düsentriebwerk verbrennt kontinuierlich Kerosin in einer ringförmigen Brennkammer und stößt Gase mit sehr hoher Temperatur aus. In bestimmten Situationen verbrennt ein Teil dieses Treibstoffs außerhalb der Brennkammer weiter, in der Schubdüse oder kurz dahinter, und erzeugt einen orangefarbenen Blitz, der einen Sekundenbruchteil dauert. Das passiert vor allem beim Start des Triebwerks, wenn sich das Gemisch noch nicht stabilisiert hat; bei schnellen Beschleunigungen aus dem Leerlauf, wenn die Treibstoffsteuerung mehr Treibstoff einspritzt, als der Luftstrom in diesem Moment verbrauchen kann; und bei manchen Triebwerken während des Abschaltens, während die Treibstoffleitungen gespült werden.

Nachts wird der Effekt verstärkt: Das Auge erfasst ein Aufflammen, das bei Tageslicht unbemerkt bliebe. Dasselbe passiert bei starkem Regen oder Schnee, die die Verbrennung kurzzeitig stören. Keine dieser Situationen schädigt das Triebwerk oder zeigt sich als Störung im Cockpit.

Das spektakuläre Phänomen, das üblicherweise gefilmt wird, ist ein anderes: das Verdichterpumpen, auch als Surge bekannt. Die Verdichterschaufeln sind kleine Tragflächen, und wie jede Tragfläche geraten sie ins Überziehen, wenn die Luft im falschen Winkel auf sie trifft. Geschieht das bei vielen Schaufeln gleichzeitig, kann der Verdichter den Druck stromaufwärts nicht mehr aufrechterhalten, und der Luftstrom kehrt sich schlagartig um: Heiße Gase schießen nach vorn aus dem Lufteinlass und nach hinten aus der Schubdüse, begleitet von einem scharfen, vom Boden aus hörbaren Knall und einer viel längeren, lauteren Flamme.

Häufige Ursachen sind Vogelschlag, Fremdkörperschäden, Vereisung, ein extremer Anstellwinkel oder ein starker Seitenwind, der die Einlassströmung verzerrt, sowie abgenutzte oder fehlausgerichtete verstellbare Leitschaufeln. Das Triebwerk kann sich von selbst erholen oder erfordert, dass die Besatzung den Schub reduziert und das entsprechende Verfahren befolgt; wiederholt sich das Problem, wird das Triebwerk abgestellt und das Flugzeug landet auf einem geeigneten Flughafen. Verkehrsflugzeuge sind zugelassen, mit einem ausgefallenen Triebwerk zu fliegen und zu landen, und Besatzungen trainieren dieses Szenario regelmäßig.

Es gibt einen dritten Fall, bei dem die Flamme Teil der Konstruktion ist. Militärische Kampfflugzeuge verfügen über Nachbrenner: Sie spritzen zusätzlichen Treibstoff in den Abgasstrahl ein, wo noch unverbrannter Sauerstoff vorhanden ist, und verbrennen ihn, um den Schub um bis zu 50 % zu steigern – auf Kosten eines enormen Treibstoffverbrauchs. Dort ist die bläuliche Flamme mit sichtbaren Stoßwellenringen – den sogenannten Mach-Diamanten – das Zeichen, dass das System korrekt funktioniert. Kein aktuelles Verkehrsflugzeug verfügt über einen Nachbrenner; das letzte war die Concorde, die ihn für Start und transsonische Beschleunigung nutzte.

Die Faustregel ist einfach: ein kurzer, lautloser Blitz, meist beim Start oder bei einer Schubänderung, ist normal. Eine Reihe hörbarer Knallgeräusche, spürbare Kabinenvibrationen und wiederholte Flammen bedeuten, dass mit diesem Triebwerk etwas nicht stimmt. In diesem zweiten Fall bemerkt die Besatzung es an ihren Instrumenten lange vor jeder Durchsage, und das Flugzeug fliegt weiterhin normal: Genau dafür ist die Konstruktion ausgelegt.