(H12)
a) Ein entscheidendes Merkmal fortschrittlicher Turboflugtriebwerke ist ein geringer Brennstoffverbrauch und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit. Nennen Sie 2 unterschiedliche Parameter, die im Laufe der Entwicklung der letzten Jahrzehnte ständig erhöht wurden, um den Brennstoffverbrauch zu senken.
b) Nennen Sie 2 weitere unterschiedliche Anforderungen an fortschrittliche Turboflugtriebwerke
a)
Nebenstromverhältnis
Turbineneintrittstemperatur
b)
Lärmarm
Leicht (wenig Gewicht)
Außerdem: Sicherheit, Wartbarkeit, Langlebigkeit…
(WS21/22)
Zeichne für den freilaufenden Propeller die Diagramme für Geschwindigkeit und Druck und kennzeichne p0 und Δw
Formel für den Schub
Formeln für die Leistungen: P_ind , P_Rest , P_vor mit F, w0, Δw
Formeln für die Leistungen mit Wirkungsgraden ηp,i und ζ
[noch keine Lösung vorhanden]
Nennen Sie stichwortartig vier unterschiedliche Annahmen, die dem idealen Gasturbinenprozess (Joule-Prozess) zugrunde liegen und diesen damit vom wirklichen Triebwerksprozess unterscheiden.
• Konstanter Massestrom
• Brennkammerverlust (?)
Nachtrag aus anderem Kartenset:
- Verlustfrei arbeitende Komponenten
- Konstante Fluidzusammensetzung
- Konstante spezifische Wärmekapazität
- Vernachlässigbare Strömungsgeschwindigkeit
Gegeben sei eine Axial-Repetier-Turbinenstufe mit 50% Reaktion, d.h. die im Laufrad umgesetzte Arbeit ist halb so groß wie die umgesetzte Arbeit der gesamten Stufe. Stellen Sie die sich hieraus ergebenden drei wichtigsten Zusammenhänge in Formeln dar.
Nennen Sie drei unterschiedliche Belastungsarten, für die eine Turbinenschaufel ausgelegt werden muss.
Biegung
Temperaturdifferenzen
Fliehkräfte
Nennen Sie zwei Gründe, die eine Erhöhung der Turbineneintrittstemperatur bei konstantem Verdichterdruckverhältnis rechtfertigen.
• Wirkungsgrad wird besser
• Mehr Schub
Nennen Sie drei unterschiedliche Maßnahmen hinsichtlich der Auslegung und Fertigung von Turbinenschaufeln, durch die sich die Turbineneintrittstemperatur weiter erhöhen ließe
Temperaturbeständigere Materialien
Aktive Kühlung
Beschichtungen (z.B. Keramik)
Wärmebehandlung
Nenne 4 Anforderungen an moderne Brennkammern.
hoher Ausbrenngrad
niedrige Totaldruckverluste
möglichst geringe Erzeugung von Schadstoffen
möglichst hohe Eintrittsmachzahlen
kleine Bauvolumen
hohe Temperaturen
geeignete Temperaturverteilung am Turbineneintritt
großer Betriebsbereich
günstiges Zünd- und Beschleunigungsverhalten
günstiges Wiederzündverhalten
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