Eine Tumanski-Strahlturbine mit Nachbrenner. Drei Triebwerksmuster mit mehreren Modifikationen für die verschiedenen MiG-21-Ausführungen.
Z.B.

  • MiG-21PFM: R-11F2-300 (auch 37F2)
  • MiG-21SPS: R-11F2S-300 (auch 37F2S)
  • MiG-21SPS-K: R-11-F2SK-300 (auch 37F2S-K)

Dabei bedeuten die Buchstaben und Ziffern:

  • „R“ – Strahltriebwerk
  • „11“ – Konstruktionsnummer
  • „F“ – Nachbrenner (Forsasch)
  • „2“ – 2.Baumuster
  • „S“ – SPS-System
  • „300“ – Index des Konstruktionsbüros Tumanski

Als Zusatzantrieb zwei Starthilfsraketen bei sämtlichen Einsatzversionen möglich. Häufig verwendeter Zusatzantrieb: zwei Raketenmotore TTPD von je 22,56 kN.

Die Entwicklung der R-11 Triebwerke erfolgte Anfang der 1960-er Jahre. Die Serienproduktion begann 1964 im Motorenwerk „Roter Oktober“ in Moskau unter der Bezeichnung „T“ und in der Maschinenfabrik Ufa mit dem Index „G“.

Bei der MiG-21MF wurden Triebwerke der Reihe „R-13“ verbaut. Dieses wurde zwischen 1963 und 1966 von Sergei Alexejewitsch Gawrilow aus dem R-11 entwickelt. Es ist ebenfalls ein Zweiwellen-Triebwerk mit einem zweistufigen Verdichter und einer zweistufigen Turbine.
Neu war der 5-stufige Hochdruckverdichter, eine neue Brennkammer (die das Anlassen des Triebwerkes in großen Höhen verbesserte) und einem neuentwickelten Nachbrenner mit einer Kombination aus ring- und sternförmigen Flammstabilisatoren.

Die MiG-21M stellt dabei eine Besonderheit dar. Die ersten in den LSK/LV eingesetzten Flugzeuge waren mit einem Triebwerk „37-F2S/37-F2SK“ ausgerüstet. Auf Grund der gestiegenen Abflugmasse der „M“ (2 Träger mehr, mehr interner Kraftstoffvorrat) sanken die Flug- und Manövriereigenschaften deutlich. Deswegen erhielten spätere „M“ das Triebwerk der „MF“.

In der MiG-21bis wurde das Triebwerk „R-25“ verbaut. Entwickelt aus dem „R-13“ ab Ende der 1960-er Jahre (bis 1971) erhielt es einen neuen 3-stufigen Niederdruckverdichter aus 21 breiten Titanschaufeln und einen neuen Nachbrenner mit 2 Kraftstoffpumpen und verbesserter Kühlung.

Gesamtansicht von vorn (Flugplatzmuseum Cottbus)

Ich beziehe mich hier auf die Triebwerke R-11 oder R-13 der MiG-21M in ihren verschieden Versionen.
Der Aufbau war hauptsächlich der gleiche, Unterschiede gab es bei bestimmten Bauteilen und Leistungsdaten.

Grobaufbau Triebwerk

Das Triebwerk ist ein Zweiwellen-Einstrom-Triebwerk mit Überschalleingangsteil (verstellbarer Kegel), einem sechsstufigen Verdichter und einer zweistufigen Turbine. Der Verdichter teilt sich auf in einen dreistufigen Niederdruck- und einen dreistufigen Hochdruckverdichter. Das Triebwerk besitzt eine Rohr-Ring-Brennkammer mit 10 Flammrohren. Die 1.Stufe der  Überdruckturbine treibt über die äußere Welle den Hochdruckverdichter, die 2.Stufe über die innere Welle den Niederdruckverdichter an. Das Gasaustrittssystem nimmt den regelbaren Nachbrenner auf und endet in einer verstellbaren Schubdüse. Das Triebwerk besitzt eine separate Sauerstoffanlage zum Anlassen in der Luft.

Aus folgenden Gründen waren 5 Schaufeln des 1.Stabilisators des Hochdruckverdichters hohl

1. Luft aus der 6. Verdichterstufe zum Abdichten der Lager und Beheizen der Stirnkappe
2. Druckausgleich für vorderes Lager
3. Schmierstoffrücklauf vom vorderen Lager
4. Antrieb der Schmierstoffabsaugpumpe und Drehzahlgeber
5. Schmierstoffzulauf

Länge mit Schubrohr 4,60 m
Masse: 1146 kg
Luftdurchsatz: 65,2 kg/s
Verdichtungsverhältnis: 8,9
Durchmesser am Turbinengehäuse 0,77 m
Durchmesser an der Nachbrennerkammer 0,91 m
Durchmesser der Schubdüse bei Nachbrenner max. < 679 mm
Durchmesser der Schubdüse bei Nachbrenner min < 645 mm
Durchmesser der Schubdüse bei Maximalleistung > 530 mm
LeistungNachbrenner max.Nachbrenner min.ReiseleistungStandschub
spezifischer Kraftstoff-verbrauch< 2,29 kg/h/kp< 1,73 kg/h/kp< 0,93 kg/h/kp600 l/h
Luftdurchsatz65,7 kg/sec  65,7 kg/sec
Drehzahl Hochdruckverdichter11425 U/min 94 %46,6 %
Drehzahl Niederdruckverdichter11205 U/min  33,5 %
Abgastemperatur< 730 °C< 710 °C < 420 °C

Dauer Anlassen: 38-60 Sekunden
Beschleunigung Leerlauf – Maximalleistung: 12 – 15,5 Sekunden
Beschleunigung Leerlauf – Nachbrenner Maximal: < 20 Sekunden

Triebwerksysteme
Drainagesystem– Aufgabe: Abführen von nichtverbranntem Kraftsstoff aus der Brennkammer, Drainagekraftstoff aus den Geräten sowie Drainageschmierstoff -und hydraulikflüssigkeit an die Atmosphäre
FeuerlöschsystemSignalisation eines Triebwerkbrandes und Gewährleistung des Löschens durch den Piloten
 besteht aus 
 
  • Ionisationsgeber (2 hitzebständige Metallrohre am Spant 29)
  • Feuerlöschbehälter (2 Liter im rechten Fahrwerksschacht)
  • 2 Ringkollektoren (um das Triebwerk in Höhe Spant 22 und 29)
SchmierstoffsystemSchmierstoffart: MK-8P
 Druck bei Leerlaufdrehzahl am Boden >1 kp/ccm
           bei Maximalleistung am Boden 3,5 – 4,5 kp/ccm
           bei Maximalleistung in der Luft >3 kp/ccm
 Schmierstoffmenge 10,5 – 11,5 Liter
 Verbrauch 1,2 – 1,5 Liter/Stunde
 Zeit für die Gewährleistung normaler Triebwerksarbeit bei Unterbrechung der Schmierstoffzufuhr: < 17 Sekunden
Kraftstoffregelsystem 
SauerstoffsystemVerbesserung der Anlassfähigkeit in großen Höhen
 Anlassen bis H = 10.000 m
 Nutzung des Systems am Boden ist verboten – durch Sauerstoffüberschuss Zerstörung des Triebwerkes