Warum sind Kampfjets so laut?

Ein Verkehrsflugzeugtriebwerk wie das CFM56 bewegt den größten Teil seiner Luft mit mäßiger Geschwindigkeit durch einen großen Fan; nur ein kleiner Anteil strömt durch den heißen Kern. Ein Kampfjet-Triebwerk macht das Gegenteil: Das F100, F110 oder EJ200 haben Bypass-Verhältnisse unter eins, sodass fast der gesamte Schub aus einem schnellen, heißen Kernstrahl stammt, und das Zünden des Nachbrenners erhöht Temperatur und Geschwindigkeit des Abgases weiter. James Lighthill zeigte 1952, dass die akustische Leistung eines turbulenten Strahls etwa mit der achten Potenz seiner Geschwindigkeit wächst, sodass eine Verdoppelung der Abgasgeschwindigkeit die Schallenergie um rund das 250-Fache vervielfacht.

Der Nachbrenner spritzt Kraftstoff in das Abgas und verdoppelt in etwa den Schub, allerdings um den Preis enormen Lärms, der ein tieffrequentes Grollen und ein Knistern hinzufügt, das durch Stoßwellen im Überschall-Abgasstrahl verursacht wird. Das charakteristische Rautenmuster, das in der Triebwerksfahne sichtbar ist, besteht aus einer Reihe von Stoßzellen, von denen jede Kreischtöne abstrahlt. Messungen auf Flugzeugträgern der US Navy haben während Katapultstarts Pegel von etwa 150 dB auf dem Flugdeck ergeben, weshalb die Decksmannschaften doppelten Gehörschutz tragen.

Kampfjets trainieren in niedriger Höhe und mit hoher Geschwindigkeit, sodass die Entfernung zum Hörer gering ist und der Schall kurz nach dem Flugzeug oder sogar gleichzeitig mit ihm ankommt, im Gegensatz zur allmählichen Annäherung eines Verkehrsflugzeugs im Endanflug. Auch der Zellenlärm spielt eine Rolle: offene Waffenschächte, externe Zuladungen und Vorflügel erzeugen Turbulenzen. Verkehrsflugzeuge sind seit den 1970er-Jahren durch Zulassungsgrenzen und Hochbypass-Triebwerke deutlich leiser geworden; Militärflugzeuge sind von diesen Lärmvorschriften ausgenommen, da Reichweite, Geschwindigkeit und Schub-Gewichts-Verhältnis Vorrang vor dem Komfort am Boden haben.