Zusammenfassung
Über den Verdichter werden das Druckverhältnis und der Massenstrom des Triebwerks gesteuert und dadurch der thermische Wirkungsgrad bzw. der spez. Brennstoffverbrauch wesentlich beeinflusst. Da die Brennstoffkosten einen erheblichen Anteil an den DOCs (direct operation costs) eines Flugzeuges haben, wird bei der Triebwerksentwicklung ein hoher Aufwand betrieben, die Druckverhältnisse und Wirkungsgrade von Verdichtern zu optimieren. Für militärische Triebwerke kommt hinzu, dass der vom Verdichter angesaugte Luftmassenstrom im Vergleich zum Eintrittsquerschnitt und zum Triebwerksgewicht möglich groß sein sollte. Des Weiteren ist ein hohes Augenmerk auf einen stabilen Verdichterbetrieb zu legen, der die Wartungsintervalle und gar die gesamte Lebensdauer eines Triebwerks signifikant beeinflussen kann. Ein Gesichtspunkt, der für militärische Triebwerke, die einen weiten und zum Teil extremen Bereich von Betriebsbedingungen abdecken müssen, besonders herausragend ist.
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Literatur
Die natürliche Strömungsrichtung ist geprägt von einer Bewegung aus Gebieten höheren Druckes in Gebiete niedrigeren Druckes hinein.
Aus dem Englischen incidence: Einfallswinkel, Anstellwinkel.
Aus dem Lateinischen deviare: abweichen, vom rechten Weg abweichen.
Das Schaufelhöhenverhältnis br/s ist die radiale Schaufelerstreckung (Schaufelhöhe) dividiert durch die Schaufelsehnenlänge. Moderne Verdichter haben kleine br/s-Verhältnisse, d.h., ihre Sehnelänge s ist im Vergleich zur Schaufelhöhe br groß. Im Englischen werden diese Schaufeln als so genannte wide-chord-blades bezeichnet.
Die Bezeichnung transsonisch wird in der Aerodynamik i.Allg. für Strömungen benutzt, bei denen — in Strömungsrichtung gesehen — sub- und supersonische Strömungsbereiche existieren. Bei den Turbomaschinen hat es sich aber eingebürgert, unter einem transsonischen Verdichter einen solchen zu verstehen, dessen Zuströmung in Radialrichtung zwischen sub- und supersonisch variiert.
Alle hier angegebenen Zahlenwerte beruhen auf Angaben der MTU Aero Engines in München.
Drossel, Drosselklappe: Vorrichtung in Strömungskanälen (Rohrleitungen) zum Absperren, Verringern oder Hemmen von Durchflüssen (in Anlehnung an „erdrosseln“). Vom althochdeutschen Wort „drozza“ für „Kehle“ abgeleitet, was im Englischen „throat heißt und dort im technischen Bereich als Wort für einen „einengenden Querschnitt“ verwendet wird.
Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgänge, also Vorgänge, die nicht über einen längeren Zeitraum stabil existieren.
Machzahlen werden von der Umgebungstemperatur T0 und Massenströme von den Umgebungsbedingungen p0 und T0 beeinflusst.
Bei der Flugerprobung der Flugzeuge BAC 1–11 und Hawker-Siddeley „Trident“ (beide mit T-Leitwerk und hinten am Rumpf angebrachten Triebwerken) kam es zum Triebwerkspumpen mit anschließendem Erlöschen der Triebwerke, nachdem bei großen Flugzeuganstellwinkeln die Strömungsablösungen der Tragflügel in die Triebwerke eingesaugt wurden. Die daraus resultierende Manövrierunfähigkeit — im Zusammenspiel mit weiteren unglücklichen Umständen — die das Flugzeug in eine sog. deep stall Situation getrieben haben, führte schließlich zu tragischen Verlusten an Mensch und Material, Pallett (1996).
In den letzten Jahren sind im alltäglichen Triebwerksbetrieb einige Fälle bekannt geworden, in denen die Mechanik der Stellhebel für die Leitschaufelverstellung versagt hat, mit der Folge, dass die Triebwerke während des Beschleunigens unbeabsichtigt in einen instabilen Betriebsbereich gefahren wurden, mit den weiter oben ausführlich beschriebenen fatalen Folgen für das gesamte Triebwerk.
Dies entspricht bei typischen innereuropäischen Flugmissionen von 500 nautischen Meilen oder 90 Minuten Flugzeit und bei einer Auslastung von sechs und mehr Flügen pro Tag einer Einsatzzeit von über 4 Jahren. Darüber hinaus drängen die Zuverlässigkeitsanforderungen für moderne Ziviltriebwerke in Richtung auf durchschnittlich weniger als einer Triebwerksabschaltung im Flug (engine inflight shutdown) pro 10 Millionen Flugstunden.
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Bräunling, W.J.G. (2004). Verdichter. In: Flugzeugtriebwerke. VDI-Buch. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-07268-4_10
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