Schubgleichung

[Air Power]

Ich hätte da eine Frage:

Ich schreibe z.Z. an einer Fachbereichsarbeit in Physik zum Thema "Antriebsaggregate in der zivilen Luftfahrt". Ich fand im Buch, welches ich zur Recherche verwendet habe, aber nur relativ komplizierte spezifische Gleichungen. Könnte mir vielleicht jemand sagen, ob es so etwas, wie eine allgemeingültige Schubgleichung gibt?

Danke im Voraus

Grüsse
Air Power

 

[Ghostbear]

Ja die gibt es:

Sonderfall für den Turbojet unter vernachlässigung der Massenströme für Zapfluft und Brennstoff und bei idealer Expansion:

F = m_p_0*(c9-c0)

Für den Turbofan:

F = m1_p_0*(c_1_9-c0) + m2_p_0*(c_2_9-c0)

Hab leider keine Ahnung, wie man hier math. Formeln darstellen kann...:?!

m_p_0 ist der Luftmassenstrom. Das p steht für Punkt auf dem m. Also bei Abschreiben einen kleinen Fliegenschiss zwischen die Bögen des m setzten.:D

c9 ist die Austrittsgeschwindigkeit des Gases und c0 die Eintrittsgeschwindigkeit. Alternativ (damit sich der Physiklehrer was drunter vorstellen kann) meinetwegen v9 und v0.

Beim Turbofan müssen beide Kreise, der innere und der äußere getrennt berechnet und dann addiert werden.

m_1_p_0 ist also der Massenstrom des inneren Kreises (Kerntriebwerk) und m_2_p_0 der Massenstrom des Fans. Wie Du den Massenstrom berechnest weißt Du?? Bei der Fläche des Fans, Kreisring annehmen!!! Innerer Durchmesser des Kreisrings ist der Durchmesser des Kerntriebwerks.

Achtung bei den Austrittsgeschwindigkeiten! c_1_9 ist größer als c_2_9. Die Einströmgeschwindigkeit ist dagegen konstant.

Further Reading: Flugzeugtriebwerke, Willy J.G. Bräunling, Kapitel 4 Allgemeine Schubgleichung --> Einfach und anschaulich erklärt. Leicht zu checken.

Oha....kleine Korrektur....c0 ist im Bodenstandfall natürlich 0 m/s und ist eigentlich die Umgebungsgeschwindigkeit der Luft. Die Geschwindigkeit direkt am Einlauf wäre c1 und die kann/ist im Bodenstandfall höher als c0. Also c0 ist die Anströmgeschwindigkeit weit vor dem Einlauf! Im Flug ist es die Fluggeschwindigkeit und im Bodenstandfall ist sie 0 m/s.

 

[Acela]

Einfacher ausgedrückt:

Schub = Luftmassedurchsatz * (Austrittsgeschw. - Eintrittsgeschw.)

Gut erkennbar daraus, dass der Schub im Stand immer am größten ist, weil die Eintrittsgeschwindigkeit rechnerisch 0 ist.

 

[Ghostbear]

Beispiel Turbojet

Dann mal ein Beispiel: Turbojet!

 

[Ghostbear]

Turbojet Teil 2

Hier die Rechnung:

 

[Ghostbear]

Turbofan - Nebenstromverhältnis

Turbofan - Nebenstromverhältnis I:

 

[Ghostbear]

Turbofan - Nebenstromverhältnis II

Turbofan - Nebenstromverhältnis II:

 

[Ghostbear]

Turbofan - Nebenstromverhältnis III

Turbofan - Nebenstromverhältnis III:

 

[Ghostbear]

Turbofan - Nebenstromverhältnis IV

Turbofan - Nebenstromverhältnis IV:

 

[Ghostbear]

Turbofan - Nebenstromverhältnis V

Turbofan - Nebenstromverhältnis V:

 

[Ghostbear]

Nur die Schrift ist verbesserungswürdig!

:p Dabei hab ich mir noch Mühe gegeben!!! ;) Diese Sachen waren ja nur zum warm werden. Wir haben später in der Vorlesung ein paar abgespacetere Sachen gemacht. Der thermodynamische Kreisprozess von thermischen Turbomaschinen (also Triebwerke). Eigentlich ist Triebwerkstechnik Thermodynamik in seiner schönsten Form....:D ...auch zuweilen Thermodramatik genannt.....

 

[Ghostbear]

Es gibt oft Momente in einer Vorlesung, da fragt man sich, warum man sich das antut. Wer mal richtig Flugzeuge konstruieren will, muß halt leiden. Der Bildausschnitt ist immer noch ne Triebwerksberechnung.... je schlimmer es wird, desto xy mäßiger wird die Handschrift....

 

[Ghostbear]

Es wurde nicht besser....

 

[GO-229A]

...je schlimmer es wird, desto xy mäßiger wird die Handschrift...

aber immer noch besser als das Tafelbild von einigen Profs

 

[Ghostbear]

aber immer noch besser als das Tafelbild von einigen Profs

Ich glaub ich weiß wen Du meinst...:D

 

[Gopher]

aber immer noch besser als das Tafelbild von einigen Profs

 

[VJ101]

aber immer noch besser als das Tafelbild von einigen Profs

ist zwar eigentlich statik ( wie man sicher unschwer erkennen kann...) aber dachte passt ganz gut als anschauliches beispiel

 

[Ghostbear]

ist zwar eigentlich statik ( wie man sicher unschwer erkennen kann...) aber dachte passt ganz gut als anschauliches beispiel

Hehe
Nach diesem kleinen Exkurs in die Welt des technischen Studiums traut sich bestimmt niemand mehr, was flugzeugtechnisches zu studieren....:p

 

[Air Power]

Hehe
Nach diesem kleinen Exkurs in die Welt des technischen Studiums traut sich bestimmt niemand mehr, was flugzeugtechnisches zu studieren....:p

Denkste! :p

Gerade die Tatsache, dass man manche Dinge nicht sofort beim ersten Mal versteht, dass man da schon mal ein bisschen länger darüber grübeln muss, das macht ein Gebiet erst richtig interessant für mich. An meinem Berufswunsch hat sich auch weiterhin nichts geändert! :p

Danke nochmal für die gute Erklärung Ghostbear!

Grüsse
Air Power

 

[Schorsch]

@Ghostbear: Hast Du vielleicht zu folgenden Sachen was parat:

- brauchbare Gleichung für den spezifischen Spritverbrauch
- generisches Schubkennfeld für Turbofan im Unterschall
- generisches Schubkennfeld für Turbo-Jet (oder Niedrig-Bypass Turbo-Fan --> militärisches Triebwerk) für Über- und Unterschall


Und nebenbei:
Design-Polaren (CA üder CW) für Zivilflugzeuge. Du hast doch so viele Bücher, eventuell ist ja in irgend einem so eine Polare. Ich nehme alles was fliegt, am liebsten Verkehrsflugzeuge.