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Strahltriebwerke

Für besonders wirtschaftlichen Betrieb im mittleren Unterschallbereich werden Turboproptriebwerke (Propeller-Turbinen-Luftstrahltriebwerke, PTL) verwendet, bei denen ein Propeller über ein Getriebe von der Turbinenwelle angetrieben wird (Abb. 1). Bei dieser Triebwerksart werden die Gase in der Turbine weitgehend entspannt und geben einen großen Teil ihrer Energie ab, da sowohl der Verdichter als auch die Luftschraube angetrieben werden müssen. Die ausströmenden Gase ergeben jedoch noch einen Restschub, der genutzt wird.
Da das reine Turboluftstrahltriebwerk (Einkreistriebwerk) im Unterschallbereich und im Bereich kleiner Überschallgeschwindigkeiten keinen guten Vortriebswirkungsgrad erreichen kann, wurden Zweikreis-Turboluftstrahltriebwerke (ZTL) entwickelt, die die Lücke zwischen dem Anwendungsbereich des Turboproptriebwerks und des reinen Turboluftstrahltriebwerks schließen. Beim sogenannten Mantelstromtriebwerk (Abb. 2) wird ein Teil der angesaugten Luft hinter dem Niederdruckverdichter abgezweigt und als Kaltluftstrom (Mantel-, Sekundärluftstrom oder Bypass) um das Grundtriebwerk herumgeführt. Der äußere Luftstrom expandiert in einer eigenen Ringdüse oder wird dem inneren, heißen Primärstrom zugemischt und in einer gemeinsamen Düse entspannt.

Abb. 1: Turboproptriebwerk:

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Sind nur ein Verdichter und eine Turbine auf einer einzigen, gemeinsamen Welle angeordnet, so spricht man von einem Einwellentriebwerk. Zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit des Triebwerks an die wechselnden Betriebsbedingungen wird die Mehrwellenbauweise angewendet, bei der zwei oder drei mechanisch unabhängige Verdichter-Turbine-Einheiten mit verschiedenen Drehzahlen koaxial laufen. Diese werden als Nieder-, gegebenenfalls Mittel- und Hochdruckteil des Triebwerks bezeichnet (vgl. Abb. 2).
Für den Antrieb von Großraumflugzeugen (Jumbo-Jet, Airbus u. a.) werden sogenannte Fan-Triebwerke (Bläsertriebwerke, Zweikreistriebwerke mit hohem Nebenstromverhältnis) verwendet. Das äußere Kennzeichen dieser schubstarken Triebwerke ist ein großer, von der Turbine angetriebener "Bläser" (Fan) von fast 2,50m Durchmesser, der dem eigentlichen Triebwerk vorgeschaltet ist (Abb. 3). Er bewirkt mit der ihn umgebenden Verkleidung, daß der überwiegende Teil (70 bis 80%) der angesaugten Luftmassen (rund 650 kg pro Sekunde, d. h. rund 500 m3/s) als kalter Sekundärluftstrom um das eigentliche Triebwerk herumgeführt und dabei hoch beschleunigt wird. Dies hat zur Folge, daß auch der überwiegende Teil des Triebwerkschubs durch den Nebenstrom erzeugt wird.

Abb. 2: Mantelstromtriebwerk:

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Sind nur ein Verdichter und eine Turbine auf einer einzigen, gemeinsamen Welle angeordnet, so spricht man von einem Einwellentriebwerk. Zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit des Triebwerks an die wechselnden Betriebsbedingungen wird die Mehrwellenbauweise angewendet, bei der zwei oder drei mechanisch unabhängige Verdichter-Turbine-Einheiten mit verschiedenen Drehzahlen koaxial laufen. Diese werden als Nieder-, gegebenenfalls Mittel- und Hochdruckteil des Triebwerks bezeichnet (vgl. Abb. 2).
Für den Antrieb von Großraumflugzeugen (Jumbo-Jet, Airbus u. a.) werden sogenannte Fan-Triebwerke (Bläsertriebwerke, Zweikreistriebwerke mit hohem Nebenstromverhältnis) verwendet. Das äußere Kennzeichen dieser schubstarken Triebwerke ist ein großer, von der Turbine angetriebener "Bläser" (Fan) von fast 2,50m Durchmesser, der dem eigentlichen Triebwerk vorgeschaltet ist (Abb. 3). Er bewirkt mit der ihn umgebenden Verkleidung, daß der überwiegende Teil (70 bis 80%) der angesaugten Luftmassen (rund 650 kg pro Sekunde, d. h. rund 500 m3/s) als kalter Sekundärluftstrom um das eigentliche Triebwerk herumgeführt und dabei hoch beschleunigt wird. Dies hat zur Folge, daß auch der überwiegende Teil des Triebwerkschubs durch den Nebenstrom erzeugt wird.

Abb.3: Fan-Triebwerk:

 

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