Turboprop - Gaswelle

[Marius]

Ja hallo erstmal
Ich habe mich in einem anderen Forum mal n'bisle über Turboproptriebwerke informiert, ist noch recht interessant. Doch dann hat mal einer gesagt das irgend ne Verbindung, glaub zwischen Triebwerk und Getriebe über eine "Gaswelle" laufen würde, das wenn mal z.B. der Propeller angehalten werden würde (gewaltsam) nicht gerade das Triebwerk an den A****** gehen würde. Nun ja meine Frage ist einfach: was ist eine Gaswelle? Wie Funktioniert sie?

 

[Ghostbear]

Den Begriff Gaswelle hab ich noch nie gehört.

Diese Welle zwischen der Arbeitsturbine und dem Untersetzungsgetriebe dürfte aber eine ganz normale Welle sein. Ich kann mir vorstellen, dass die Welle eine Sollbruchstelle hat, welche bricht, wenn die Welle plötzlich stark überlastet ist. Hast Du vielleicht mal einen Link von der Quelle, wo Du das mit der "Gaswelle" gelesen hast?

 

[Friedarrr]

Doch dann hat mal einer gesagt das irgend ne Verbindung, glaub zwischen Triebwerk und Getriebe über eine "Gaswelle" laufen würde, das wenn mal z.B. der Propeller angehalten werden würde (gewaltsam) nicht gerade das Triebwerk an den A****** gehen würde.

Wer/wie will man das machen ohne das die Blätter def. gehen?:?!
Den Ausdruck ahbe ich auch naoch nie gehört und zudem sind die Triebwerke nicht immer baugleich, also nicht alles pauschalisieren.
Die ATR haben eine Vorrichtung um den Prop auszukuppeln, vielleicht ist von sowas die Rede??

 

[Hirsch]

Für Wellenleistungstriebwerke ist die Lösung einer gasdynamischen Kopplung nicht ungewöhnlich, was also der Funktion der "Gaswelle" entspricht. Dabei gibt es eine Verdichterturbine, die den Kompressor des Triebwerkes antreibt, und eine freilaufende Losturbine (hieß zumindest auf meiner Welthälfte so), die ihre Energie aus dem verbleibenden Abgasstrom bezieht. Damit kann der Verdichter drehen, ohne dass zwangsläufig gleich die Losturbine (im Falle eines Hubschraubers hängt da auch gleich das ganze Getriebe und eine Tragschraube dran) mitläuft. Die beiden Turbinen haben keine direkte mechanische Verkopplung, allein der Gasstrom sorgt für die Drehung der 2.Turbine.
Ein "Anhalten" der Losturbine dürfte dagegen auch hier nicht ohne riesige Beschädigung abgehen, denn der Abgasstrom mit seinen herrschenden Drücken, Temperaturen und Geschwindigkeiten überträgt immerhin mehrere hundert oder tausend PS. Da man von der Losturbine auf das Getriebe ohnehin noch mit einer Welle gehen muss, wird oftmals hier noch eine Sollbruchstelle integriert, die bei Überschreitung eines Drehmomentes die mechanische Verbindung trennt (bricht). Damit wird in einem Hubschrauber z.B. verhindert, dass zu viel Leistung auf das Getriebe gelangt und dieses uns um die Ohren fliegt. Der Fall anders herum dürfte eher von untergeordneter Bedeutung sein- wenn das Hauptgetriebe steht, fällt die Maschine ohnehin wie ein betrunkener Stein herunter, und da interessiert auch eine eventuelle Rückwirkung auf das Triebwerk (=stehende Losturbine) wenig, wenngleich die Sollbruchstelle auch hier greifen (brechen) müsste.
In der Praxis werden gerade in Hubschraubern die Drehmomente mehrerer Triebwerke zusammengeführt und gemeinsam auf das Hauptgetriebe geleitet, was entsprechend mit Freiläufen und gemeinsamen Antrieben geschehen muss. In diesen Fällen hängen also mehrere Komponenten zusammen und es gibt nicht nur das Triebwerk und das Getriebe.
Hubschraubertriebwerk

 

[Hunter75]

@Hirsch.Prinzip einer Fluidkupplung?

 

[Hirsch]

Prinzip einer Fluidkupplung?

Ja und nein. Das Fluid ist hier der Gasstrom, mit der Definition hätte man noch wenig Probleme.
Bei einer solchen Fluidkupplung wird "das Medium" durch das antreibende Rad/Scheibe/.. zwangsweise in Drehung versetzt, und der Abtrieb kann konstruktiv gar nicht anders, als sich mitzudrehen. Das Medium überträgt das Drehmoment-
Beim Triebwerk ist es so, dass sich der Gasstrom nicht ursächlich dreht (zumindest theoretisch nicht) und sowohl die 1.Verdichterturbine als auch die die 2.Losturbine in Drehung versetzt. Der Gasstrom überträgt also nicht das Drehmoment von der 1.Turbine auf die 2. per zwangsweiser Kopplung, wie es die Fluidkupplung macht. Vielmehr wird die Losturbine selbständig vom Gasstrom in Drehung versetzt.
Salopp ausgedrückt: du stellst zwei Windmühlen hintereinander, die drehen sich beide unabhängig voneinander - dabei vernachlässigen wir mal, dass die erste der Luft schon Energie entzieht (Praktisch in einem Triebwerk bis zu 2/3 der Energie des Abgasstroms!). Du kannst die 2.Mühle anhalten, ohne dass es die erste merklich beeinflusst.

 

[Acela]

Für Wellenleistungstriebwerke ist die Lösung einer gasdynamischen Kopplung nicht ungewöhnlich, was also der Funktion der "Gaswelle" entspricht. Dabei gibt es eine Verdichterturbine, die den Kompressor des Triebwerkes antreibt, und eine freilaufende Losturbine (hieß zumindest auf meiner Welthälfte so), die ihre Energie aus dem verbleibenden Abgasstrom bezieht.

Genau so funktioniert jedes mehrwellige Triebwerk, wenn ich bei nem Turbofan die Welle festhalte, läuft auch nur die Hochdruckturbine samt Hochdruckverdichter an, zwar nicht ohne Schaden fürs Triebwerk, aber es geht...

 

[radist]

Genau so funktioniert jedes mehrwellige Triebwerk, wenn ich bei nem Turbofan die Welle festhalte, läuft auch nur die Hochdruckturbine samt Hochdruckverdichter an, zwar nicht ohne Schaden fürs Triebwerk, aber es geht...

Aber genau das ist der Unterschied, dass Verdichter und Turbine eben nicht über die Welle gekoppelt sind. Darum ist der Vegleich nicht richtig.

radist

 

[Acela]

Ich denke doch, denn auch beim Airliner habe ich zwei getrennte Turbinensysteme, genau wie bei dem Triebwerk aus dem Hubschrauberbeispiel.

Der Fan eines Zweiwellentriebwerks wird auch nur durch den Abgsastrom, der über die Niederdruckturbine strömt, angetrieben. Die Niederdruckturbine ist hier die "Losturbine", und statt einem Getriebe, wie beim Hubschrauber, treibt sie eben den Fan an. Ein und das selbe Prinzip...

 

[AE]

Hier vielleicht schon mal dargestellt:
http://www.flugzeugforum.de/forum/showthread.php?t=12480&page=4
und folgende.

 

[radist]

Ich denke doch, denn auch beim Airliner habe ich zwei getrennte Turbinensysteme, genau wie bei dem Triebwerk aus dem Hubschrauberbeispiel.

Der Fan eines Zweiwellentriebwerks wird auch nur durch den Abgsastrom, der über die Niederdruckturbine strömt, angetrieben.

Ja, aber nur weil Turbine und Kompressor über eine Welle mechanisch fest verbunden sind. Darum stimmt das Beispiel eben nicht.
Das Bild von Hirsch: Ventilator, der mit dem Luftstrom die Windmühle antreibt zeigt es sehr deutlich.

radist

 

[Acela]

Hirsch sprach auch aber von einer Turbine, die einen Kompressor antreibt. In meinen Augen geht sowas nur mechanisch...

Dabei gibt es eine Verdichterturbine, die den Kompressor des Triebwerkes antreibt, und eine freilaufende Losturbine (hieß zumindest auf meiner Welthälfte so), die ihre Energie aus dem verbleibenden Abgasstrom bezieht.

So wie er es ausgedrückt hat, handelt es sich um das selbe Prinzip.:?!

 

[radist]

Wir sind schon ganz dicht beieinander!

@ Hirsch:
Dabei gibt es eine Verdichterturbine, die den Kompressor des Triebwerkes antreibt, und eine freilaufende Losturbine (hieß zumindest auf meiner Welthälfte so), die ihre Energie aus dem verbleibenden Abgasstrom bezieht.

Genau da steht es.
2 Turbinen, beide erhalten ihre Rotation natürlich vom Abgasstrom.

Nr.1 ist über die Welle mit dem Kompressor verbunden, hat also eine "starre Verbindung zurück zumTriebwerk". Die braucht man natürlich, damit das TW läuft!
Nr.2 ist über eine Welle mit dem Getriebe verbunden, hat also keine "starre Verbindung zurück zum Triebwerk", sorgt aber für den Kraftfluss zum "Verbraucher".

Darum der Ausdruck "Losturbine",die Triebwerk und Getriebe "mechanisch entkoppelt".

radist

 

[Ghostbear]

Oh man ist das einfach....und ich bin nicht drauf gekommen:D Danke Hirsch! Das Prinzip ist mir bekannt. Nur wusste ich nicht, dass das Gaswelle heißt. In Bräunlings Buch (meiner persönlichen Triebwerksbibel) steht nämlich nix von Gaswelle. Jedoch wird die Funktion von Wellenleistungstriebwerken gut dargestellt. Weil das Wort Welle beinhaltet, hab ich mir darunter irgendeine Hardware vorgestellt.

@Acela: Es ist fast so wie bei einem 2 Wellen Turbofan. Insofern hast Du recht. Beim Turbofan treibt ja der HDV den Fan an. Hier ist es so, dass eine nachgeschaltete Arbeitsturbine hinter der Turbine die den Verdichter antreibt, die Wellenleistung/Nutzleistung erzeugt. Und diese ist mit der anderen nicht kraftschlüssig verbunden.