Startleistung bei Triebwerken (N1)

[Lionworks]

Hallo Zusammen!

Bin noch ganz neu hier im Forum. Hab mich mal hier angemeldet weil ich ein paar brennende Fragen habe zu denen ich bislang nirgens eine Antwort finden konnte.
Ich programmiere seit vielen Jahren Scenerys und Flugzeuge für den Microsoft Flugsimulator programmiert. Ein großes Segment dabei sind die Flugeigenschaften von Flugzeugen, auf welche ich großen Wert lege und diese stehts so realistisch wie möglich gestalten will. Ein größeres Problem vordem ich dabei immer wieder stehe sind die Leistungsratings der Triebwerke - hierzu richtet sich auch meine Frage.

Ich Verwende als Grundlage für die korrekte Einstellung der Triebwerksleistungen der jeweiligen Flugzeuge die "Type Certification Data Sheets" der FAA und greife zudem auf World-Air-Routes / Just Planes Cockpit DVDs als Datenquelle zurück. Bei einer solchen fiel mir auf, dass die Triebwerke bei ein A340-211 an einem kühlen Tag trotz TOGA Einstellung (Anti-Ice on, Pax off) nur mit 92,5% (N1) liefen, was mich sehr verwunderte. TOGA ist ja, soweit ich weiß "Vollgas" für Take Off u. Go Arround, so hätte ich hier annähernd 100% erwartet.
Andererseits weiß ich auch das N1 nur die Drehzahl des ersten großen Rotor's ist und nicht wirklich den tatsächlichen Schub anzeigt.
Gibt es denn eine Übersicht bei welcher N1 Drehzahl die jeweiligen Triebwerke die in den TCDS als "Take Off Thrust" definierte Leistung bringen?

Im Zusammenhang mit dieser Thematik ergab sich bei mir noch zwei andere große Fragen: sind eigentlich die verschiedenen Versionen eines bestimmten Triebwerketyps (nehmen wir als Beispiel mal die der A340-200/300: CFM56-5 C2 / C3 / C4) baulich gleich und nur mit verschiedenen TOGA Drehzahlen eingestellt (sprich hätten ansich alle die Leistung der C4, doch C3 & C2 sind quasi gedrosselt) oder gibt es richtige baulich Unterschiede durch die sich die verschiedenen Leistungen dieser 3 Versionen ergeben?
Und heißt Schubhebel bis zum Anschlag nach vorn TOGA/Startleistung oder drehen die Triebwerke dann noch höher? ...Ein ehem. brasilianischer 727-Pilot sagte mir mal das wäre dann "Over Thrust". Näher hatte er es mir leider nicht erklärt.

Vielen Dank für eure Antworten u. Hilfe!!

 

[Budz]

Wenn irgendwie möglich, wird nicht mit 100% Triebwerksleistung gestartet. Anhand verschiedener Faktoren wie zb. Gewicht, Druckhöhe, Temperatur oder Startabbruchstrecke reicht weniger Schub aus, weil das auch schonender für die Triebwerke ist. Mit deinem Auto fährst du auch nicht immer mit Vollgas auf die Autobahn auf.

Bei der B727 oder anderen älteren Maschinen die noch keine FADEC haben, kann es tatsächlich zum Over Thrust kommen, weil ua. die Außentemperatur nicht mit eingerechnet ist. An kalten Wintertagen kann man mehr Leistung rein schieben, wie an warmen Sommertagen, das Triebwerk könnte auch Überhitzen. Manche Flugzeuge haben auch noch Condition Lever, wo dem Wetter entsprechend die Rasten gestellt werden können.

 

[Schorsch]

Hallo Zusammen!

Bin noch ganz neu hier im Forum. Hab mich mal hier angemeldet weil ich ein paar brennende Fragen habe zu denen ich bislang nirgens eine Antwort finden konnte.
Ich programmiere seit vielen Jahren Scenerys und Flugzeuge für den Microsoft Flugsimulator programmiert. Ein großes Segment dabei sind die Flugeigenschaften von Flugzeugen, auf welche ich großen Wert lege und diese stehts so realistisch wie möglich gestalten will. Ein größeres Problem vordem ich dabei immer wieder stehe sind die Leistungsratings der Triebwerke - hierzu richtet sich auch meine Frage.

Ich Verwende als Grundlage für die korrekte Einstellung der Triebwerksleistungen der jeweiligen Flugzeuge die "Type Certification Data Sheets" der FAA und greife zudem auf World-Air-Routes / Just Planes Cockpit DVDs als Datenquelle zurück. Bei einer solchen fiel mir auf, dass die Triebwerke bei ein A340-211 an einem kühlen Tag trotz TOGA Einstellung (Anti-Ice on, Pax off) nur mit 92,5% (N1) liefen, was mich sehr verwunderte. TOGA ist ja, soweit ich weiß "Vollgas" für Take Off u. Go Arround, so hätte ich hier annähernd 100% erwartet.
Andererseits weiß ich auch das N1 nur die Drehzahl des ersten großen Rotor's ist und nicht wirklich den tatsächlichen Schub anzeigt.
Gibt es denn eine Übersicht bei welcher N1 Drehzahl die jeweiligen Triebwerke die in den TCDS als "Take Off Thrust" definierte Leistung bringen?

Im Zusammenhang mit dieser Thematik ergab sich bei mir noch zwei andere große Fragen: sind eigentlich die verschiedenen Versionen eines bestimmten Triebwerketyps (nehmen wir als Beispiel mal die der A340-200/300: CFM56-5 C2 / C3 / C4) baulich gleich und nur mit verschiedenen TOGA Drehzahlen eingestellt (sprich hätten ansich alle die Leistung der C4, doch C3 & C2 sind quasi gedrosselt) oder gibt es richtige baulich Unterschiede durch die sich die verschiedenen Leistungen dieser 3 Versionen ergeben?
Und heißt Schubhebel bis zum Anschlag nach vorn TOGA/Startleistung oder drehen die Triebwerke dann noch höher? ...Ein ehem. brasilianischer 727-Pilot sagte mir mal das wäre dann "Over Thrust". Näher hatte er es mir leider nicht erklärt.

Vielen Dank für eure Antworten u. Hilfe!!

Beim so genannten "De-rated Take-Off" wird wie bereits im vorherigen Beitrag geschrieben mit verminderter Startleistung gestartet. Ziel ist die Schonung des Triebwerks. Dies funktioniert indem dem man dem FADEC eine andere Außentemperatur vorgaukelt (assumed temperatur). Anhand dieser bestimmt FADEC die höchste zulässige N1. Die Stellung des Schubhebels auf TOGA ergibt dann eben jene.

Die Drehzahl der N1-Welle ist lediglich ein möglicher Wert den Schub des Triebwerks zu messen. Der Schub ist auch nicht porportional zu N1. Damit die Werte nicht komplett sinnfemd sind, wird 100% N1 meist als maximaler konstanter Schub (Maximum Continuous Thrust) festgelegt. Muss aber nicht. Rolls Royce verwendet als Messgröße EPR.

Die verschiedenen CFM56s einer Baureihe sind in der Regel baugleich. Es könnten Unterschiede in der internen Triebwerksregelung geben. Daraus ergeben sich auch unterschiedliche Lebensdauern von einzelnen Komponenten.

Wenn die Schubhebel ganz vorne stehen, erbringen moderne Triebwerke die maximale derzeit mögliche Leistung. "Overthrust" gibt es nicht. Theoretisch können die meisten Triebwerke mehr Schub erzeugen, abhängig von der limitierenden Komponente.

 

[oelhai]

Mit deinem Auto fährst du auch nicht immer mit Vollgas auf die Autobahn auf.

Genau, dass sind dann die Autofahrer, die nach 1/3 des Beschleunigungsstreifen mir 60 km/h auf die rechte Spur ziehen

 

[Taliesin]

Bei einer solchen fiel mir auf, dass die Triebwerke bei ein A340-211 an einem kühlen Tag trotz TOGA Einstellung (Anti-Ice on, Pax off) nur mit 92,5% (N1) liefen, was mich sehr verwunderte. TOGA ist ja, soweit ich weiß "Vollgas" für Take Off u. Go Arround, so hätte ich hier annähernd 100% erwartet.
Andererseits weiß ich auch das N1 nur die Drehzahl des ersten großen Rotor's ist und nicht wirklich den tatsächlichen Schub anzeigt.
Gibt es denn eine Übersicht bei welcher N1 Drehzahl die jeweiligen Triebwerke die in den TCDS als "Take Off Thrust" definierte Leistung bringen?

Ich bin mit den Prozeduren und ähnlichen Aspekten des realen Fliegerlebens nicht so vertraut, aber ein Gedanken kam mir hierzu:
Die Triebwerke sind ja für einen bestimmten Standschub gerated, den sie eventuell auch nicht überschreiten dürfen. An einem sehr kalten Tag wird dieser Schub wahrscheinlich schon bei geringerer Drehzahl erreicht, weil man Schub bei Vernachlässigung der Druckkräfte schreiben kann als Massenstrom*Geschwindigkeitsdifferenz. An einem kalten Tag ist die Dichte höher und der Massenstrom steigt.
Ich weiss nicht ob man näherungsweise postulieren kann, dass bei gleicher Drehzahl immer der gleiche Volumenstrom gefördert wird, falls ja würde bei steigender Dichte und gleicher Drehzahl mehr Massenstrom gefördert und mehr Schub produziert werden. Das heisst deine 100% Schub liegen an einem sehr kalten Tag schon bei 92,5% N1 an.

Die Erklärung mit Flex leuchtet mir nicht ein, weil ich bisher immer dachte, dass es eine Schubhebelstellung FLEX und eine mit TOGA gibt.. aber ich bin auch weder Pilot noch FlightSimmer.

 

[Toryu]

FLEX ist bei Airbus die Assumed Temperature, während die TOGA-Raste tatsächlich den maximalen momentan verfügbaren Schub liefert.

"TOGA + Anti-Ice On + Packs Off" deutet auf einen Start bei nicht optimalen Bedingungen (z.B. Contaminated Runway) hin.

Warum dort dann nur 92% stehen, kann mehrere Gründe haben:

Einerseits ist natürlich der Massenstrom bei kälterer (dichterer) Luft größer, weswegen die Bleed-Valves teilweise ganz schön ackern müssen, um dem Hochdruckverdichter den passenden (geringeren) Volumenstrom zur Verfügung zu stellen. Wenn dazu noch die Packs aus sind (=> Verschiebung in Richtung Pumpgrenze), wird das noch verschlechtert. Ich weiß in diesem Fall nicht, wie sich die Massenströme von Pack-Bleed Air und der Anti-Ice Bleed Air verhalten (dementsprechend wie das Gesamtresultat aus beiden, gegenüber der notwendig über Bord geblasenen Luft ist).

Andererseits gibt es zwischen dem CFM56-5B (A320 Familie) und dem -5C (A340 "Classic" Familie) mWn. einige Unterschiede. Kann also sein, dass die "geringe" N1 Drehzahl daher kommt - müsste ich nochmal nachlesen.

IIRC ist das CFM (wie die meisten zivilen TW) Flat-Rated. Normalerweise bezieht sich das auf die EGT - und stellt bei kalten Temperaturen keine Betriebsgrenze dar. Fraglich ist dabei, wie es mit Zertifizierungsvorschriften bezüglich des maximalen Rated Thrust aussieht (der steigt mit sinkender Temperatur).
Ebenfalls steigt der Druck im Triebwerk an (Druckverhältnis über Verdichter annähernd konstant - je nach Bleed-Air Bedarf). Irgendwann ist dann auch ein Drucklimit erreicht.

 

[Schorsch]

Warum dort dann nur 92% stehen, kann mehrere Gründe haben:
[...]
Andererseits gibt es zwischen dem CFM56-5B (A320 Familie) und dem -5C (A340 "Classic" Familie) mWn. einige Unterschiede. Kann also sein, dass die "geringe" N1 Drehzahl daher kommt - müsste ich nochmal nachlesen.

Hab ich oben erst pseudo-schlau getextet, und dabei liegt die Antwort nur drei Mausklicks entfernt.
A340-200 FCOM, Teil C, 3.06: Thrust Ratings.

Gründe?

 

[Toryu]

Hatte gerade auf SmartCockpit nur den Verweis auf die von dir gepostete Seite im FCOM gefunden.
Praktisch, wenn man die Antwort bekommt, bevor man überhaupt gefragt hat

Laut FCOM 3.01.70 liegt Max N1 bei 104,2% (allerdings keine nähere Angabe zum TW (C2, C4, etc)).

Unterschiede (5B vs 5C):

The major changes are a larger fan, a fifth low-pressure turbine stage, and the same four-stage low-pressure compressor found in the -5B variant.[52]

Zusätzlich leicht größeres Nebenstromverhältnis (~6,5 vs ~6) und größeres Druckverhältnis (37-38 vs 32-35) beim 5C.

____

BTW:

"Derate" und "Flex / Assumed Temperature" sind verschiedene Dinge.
Bei FLEX/ Assmd Temp nutzt man die Flat-Rated EGT, um die Triebwerksleistung künstlich niedriger zu halten, indem man eine höhere als tatsächlich vorliegende EGT "simuliert". Dadurch läuft das TW auf niedrigerer Leistung (um die "simulierte" EGT nicht zu überschreiten). Schiebt man den Thrust-Lever weiter nach vorn, ist aber trotzdem die normale Leistung verfügbar. Flex/ Assmd Temp ist keine "feste" Leistungsreduktion, sondern fährt nur eine vorher errechnete N1/ EPR an - verfügbar bei Airbus und Boeing.

"Derate" gibt dagegen eine feste Prozentzahl der Schubreduktion (bei Boeing 744 z.B. TO-1 (=-5%) und TO-2 (=-10%)) an, die auch durch manuelles "Gasgeben" nicht revidiert werden kann. "TOGA" bei TO-1 sind dann eben nur 95% des unreduziert verfügbaren Schubs.
Die Nutzung des unreduzierten Schubs ist erst bei einer Derate-Washout Altitude möglich. Da wird die Reduktion aufgehoben, um eine adäquate CLB-Power zu gewährleisten.
"Derate" gibt es aber mWn. nur bei Boeing.

 

[Chopper80]

Genau, dass sind dann die Autofahrer, die nach 1/3 des Beschleunigungsstreifen mir 60 km/h auf die rechte Spur ziehen

Die fahren genauso hirnlos wie die, die das Gaspedal bis zum Bodenblech durchdrücken. Letzteres ist bei normal bist gut motorisierten Fahrzeugen auch nicht notwendig....

C80

 

[SlowMover]

Die Nutzung des unreduzierten Schubs ist erst bei einer Derate-Washout Altitude möglich. Da wird die Reduktion aufgehoben, um eine adäquate CLB-Power zu gewährleisten.
"Derate" gibt es aber mWn. nur bei Boeing.

Derated Takeoff Thrust gibt es auch bei Airbus, ich weiss es fur A330/A340, bei anderen Mustern weiss ich es nicht. Airbus bietet auch Derated Climb an.

 

[Lionworks]

Erst einmal DANKE! für die ganz Antworten!

Ich weiß natürlich Bescheid bzgl. Flex, Drerated, man nutzt TOGA normal kaum usw... Daraum ging es ja nicht in meiner Frage. Von daher ganz besonders großen Dank an Schorsch für das gepostete Bild!!! DAS ist exakt das was ich meinte. Und dort steht ja auch so ziemlich genau der N1 Wert drin welchen ich meinte. Wenn ich so an das Video denke: 6 °C kommt hin (leider wurde die TAT/OAT Anzeige nicht gezeigt) und die Bahn war nicht Kontaminiert nur nass, passt also.
Wo bekommt man diese Datenblätter her? Habe mich in den letzten Tagen nach sowas tot gegoogelt aber nur was für die 737 gefunden. Diese Thrust Ratings Tabelle hilft mir schon mal weiter! Hätte sie allerdings gern noch von anderen Airlinern. Ich weiß natürlich dass IAE, RR u. PW nach EPR gehen, aber leider sind beim programmieren von Flugeigenschaften für MS-Flugsimulator-Maschinen nur die N1 relevant. Eine derartige Tabelle für den A320-232 mit IAEs konnte ich auch ausfindig machen, wobei dort neben der EPR auch eine N1 Tabelle als Backup drin war.

Na gut soviel zu den Tabellen. Jetzt mal zurück zu meiner eigentlichen Frage:
Wenn ich mir so die Tabelle auf dem Bild betrachte, heißt das nun dass bei einer Temperatur von 14° auf Meereshöhe der maxilame Startschub (Leistungsheben ganz vorn auf TOGA) eines CFM56-5C2 bei 93,5%N1 erreicht wird? Und die Dinger dann zu gleich (unter diesen Bedingungen) auch keine Höhere Drehzahl machen - erst wenn die Luft dünner oder/und die Temperator höher wird?

 

[Toryu]

Derated Takeoff Thrust gibt es auch bei Airbus, ich weiss es fur A330/A340, bei anderen Mustern weiss ich es nicht. Airbus bietet auch Derated Climb an.

Wie wird diese Option eingestellt?
Auch über das FMS? Wie heißen die Optionen dort?

Wenn ich so an das Video denke: 6 °C kommt hin (leider wurde die TAT/OAT Anzeige nicht gezeigt) und die Bahn war nicht Kontaminiert nur nass, passt also.

Eine nasse Bahn kann auch TOGA-Starts verlangen. Bei den SOP unterscheiden sich die einzelnen Prozedere (unterschiedliche TW) teilweise erstaunlich stark. Ein TW kann noch fröhlich Flexen, während ein anderer Hersteller TOGA und Ingnition On empfiehlt.

Von welchem Flughafen sprechen wir überhaupt?
Ist eigentlich eher selten, dass A340er mit TOGA starten (weswegen auch viele meinen, er hebe nur wegen der Erdkrümmung ab).

Na gut soviel zu den Tabellen. Jetzt mal zurück zu meiner eigentlichen Frage:
Wenn ich mir so die Tabelle auf dem Bild betrachte, heißt das nun dass bei einer Temperatur von 14° auf Meereshöhe der maxilame Startschub (Leistungsheben ganz vorn auf TOGA) eines CFM56-5C2 bei 93,5%N1 erreicht wird? Und die Dinger dann zu gleich (unter diesen Bedingungen) auch keine Höhere Drehzahl machen - erst wenn die Luft dünner oder/und die Temperator höher wird?

Die Drehzahl dient ja letztendlich auch nur der Übertragung auf irgendein Thrust-Rating (die Drehzahl selbst interessiert die Crew nicht vordergründig, solange innerhalb der Betriebsgrenzen). Dabei stellt sich dann nur noch die Frage nach der Definition, bzw. der Bezugsgröße.

Als "Educated Guess" würde ich sagen, die 100% N1-Marke ist auf TOGA @ ~FL100 @ ISA bezogen.

Aus diesem Grund verwenden RR und PW auch EPR, was auf den zweiten Blick intuitiver als die Darstellung von N1 ist, und ohne "um die Ecke Denken" auskommt.

 

[Schorsch]

Derated Takeoff Thrust gibt es auch bei Airbus, ich weiss es fur A330/A340, bei anderen Mustern weiss ich es nicht. Airbus bietet auch Derated Climb an.

Wobei ich den Sinn in einem derated climb nicht ganz sehe. Das schädliche für ein Triebwerk sind in der Regel die Events an der Auslegungsgrenze. Darunter lebt das Triebwerk lang und in Frieden.

Wo bekommt man diese Datenblätter her?

So ein bisschen wie die ersten Fische in einen Binnensee.

Diese Thrust Ratings Tabelle hilft mir schon mal weiter! Hätte sie allerdings gern noch von anderen Airlinern. Ich weiß natürlich dass IAE, RR u. PW nach EPR gehen, aber leider sind beim programmieren von Flugeigenschaften für MS-Flugsimulator-Maschinen nur die N1 relevant. Eine derartige Tabelle für den A320-232 mit IAEs konnte ich auch ausfindig machen, wobei dort neben der EPR auch eine N1 Tabelle als Backup drin war.

Ich glaub die Tabellen nützen Dir wenig, weil 100% N1 alles mögliche bedeuten kann. Weiterhin stehen hinter 70% N1 auch ganze andere Schübe abhängig von der Höhe und Machzahl. N1 wird tatsächlich deswegen benutzt, weil man es gut messen kann.
Da Du eh nicht weißt, welche tatsächlichen Schübe sich dahinter verbergen, befürchte ich ein wenig, dass Du da versuchst ein totes Pferd zu reiten.

Ich würde ein generischen Schubkennfeld nehmen, den jeweiligen Maximalschub als "100% N1" definieren, weiterhin mir eine realistische Untergrenze für Flight Idle suchen (zwischen 45% und 65% N1), und dies dann bei 0 Schub setzen (also 0 vom Triebwerk bereitgestellter Schub über Kompensierung des eigenen Widerstands = Flight Idle). Dazwischen würde ich Schub als quadratische Funktion von N1 beschreiben. Dann weint die Physik nur leise.

Schorsch
[der sich an gleicher Thematik auch schon mal die Zähne ausbiss]

Wenn ich mir so die Tabelle auf dem Bild betrachte, heißt das nun dass bei einer Temperatur von 14° auf Meereshöhe der maxilame Startschub (Leistungsheben ganz vorn auf TOGA) eines CFM56-5C2 bei 93,5%N1 erreicht wird? Und die Dinger dann zu gleich (unter diesen Bedingungen) auch keine Höhere Drehzahl machen - erst wenn die Luft dünner oder/und die Temperator höher wird?

Es heißt, dass die Triebwerke nicht mehr als diese Drehzahl einnehmen werden. Wie diese Limitierung zustande kommt ist eine Wissenschaft für sich, von der ich nichts verstehe.
Der Wert ist aber idR mehr eine Festlegung, kein festes physikalisches Limit (wie etwa eine Stall-Speed).

 

[Taliesin]

Schorsch
[der sich an gleicher Thematik auch schon mal die Zähne ausbiss]

Good times, good times.

Was ist denn nun der limitierende Parameter des N1? Wird der maximale Schub erreicht oder die Pumpgrenze im Verdichter? Das Pumpgrenze leuchtet wird ja noch nicht so richtig ein ehrlich gesagt

 

[Toryu]

Das Pumpen ist eigentlich ein Problem im transienten Bereich, kann aber immer mal auftreten, wenn der Luftstrom ordentlich gestört wird.
Die Frage die sich mir stellt ist, wie der Bleed-Air Haushalt im Vergleich zu anderen Pack- und Anti-ice Statussen aussieht.

Wenn der Booster zu viel Massenstrom liefert (und die Overboard-Bleed an ihre Grenzen kommt), so meine Idee, müsste die Drehzahl begrenzt werden, um den Massenstrom nicht zu weit ansteigen zu lassen. Das wäre dann sozusagen bedingt durch den maximal über die Bleed-Valves abführbaren Massenstrom. Das wäre dann das Erreichen der Schluckgrenze.
Pumpen könnte aber z.B. bei der Rotation (am besten noch mit ordentlich Seitenwind) auftreten, wenn durch eine verringerte Surge Margin (geringe Bleed-Air Entnahme) diese zusätzliche Störung den Verdichter außerhalb der Pumpgrenze führt.

Ein Grund für das Auslassen der Packs ist hier sehr wahrscheinlich De-icing, und nicht ein Performance-Constraint. Warum aber das Anschalten der Packs zu einer Drehzahlreduktion von 2,6% führt (unterhalb, wie oberhalb 15°C), verstehe ich nicht ganz. Ein EGT-Limit (damit Kraftstoffzumessung und Drehzahl) wäre ja oberhalb von 15°C verständlich, aber unterhalb?

Eine andere Theorie (ohne das Raten anfangen zu wollen) könnte auch die Tip-Machzahl sein.
Da der Fan größer ist (Durchmesser 10cm größer als beim -5B), wäre es u.Ust. erstrebenswert, die Machzahl an den Blattspitzen zu begrenzen.

 

[Lionworks]

@Toryu

Von welchem Flughafen sprechen wir überhaupt?

Brüssel, Runway 25R. War ein Sabena Flug nach Tokio Narita (daher sicher auch TOGA und weniger wegen nasser Bahn).

Aus diesem Grund verwenden RR und PW auch EPR, was auf den zweiten Blick intuitiver als die Darstellung von N1 ist, und ohne "um die Ecke Denken" auskommt.

Mag sein... für mich erschein N1 dennoch irgendwo logischer, einfacher begreifbar, halbwegs eine Ableitung zu sein. bei 100% hat man noch annähernd die Idee dass es der volle Schub ist. ERP sind für mich nur Zahlen. Wenn ich da z.B. 1.48 lese sagt mir das gar nix, vor allem wenn ich nicht weiss welches Triebwerk es ist. Erinnere mich dass die alten JT8 beim TO um die 2,0 hatten, moderne RR sind ja nur noch bei 1,1... soweit ich mal gesehen habe. By the way hab mal gelesen bei den RR des A380 gibt es kein EPR mehr

Egal ich gom schon wieder vom Thema ab...

@Schorch

Es heißt, dass die Triebwerke nicht mehr als diese Drehzahl einnehmen werden.

Na das ist doch schon mal ein Wort!

Lange Rede kurzer Sinn, ums mal auf den Punkt zu bringen: wenn ich für den Flugsimulator bei den Flugeigenschaften eines Fliegers die Triebwerke bearbeite, habe ich 3 Punkte: 1. N1 bei Idle > bei den CFMs habe ich da bislang immer 20% gesehen, gelesen, gehört usw. (zumindest bei ISA) 2. die Leistung des Triebwerks (Startschub bzw. Max Schub) und 3. die max mögl. N1 Drehzahl. Ich muß dazu erklären dass man bei 1. & 3. keine konkreten Prozente sondern nur irgend eine Zahl eingibt, die dann unter bestimmten Bedingunen (Temperatur/Druck) eine bestimmte Drehzahl ergibt. Von daher brauche ich eben auch immer die passende Temperatur (TAT/OAT) dazu.
Naja aber das Dilemma ist nun, dass sich der Microsoft Flugsimulator bei der Startleistung auf 100% bezieht. Bleiben wir mal beim A340-211 als Beispiel: wenn ich dort die 31,200lb/138,78kN aus dem TCDS als Leistung definiere, dann z.B. nach einem Wert aus der von Schorsch geposteten Tabelle starten will (meinetwegen 93%), braucht der virtuelle Flughafen das Graß hinter der Startbahn nicht mehr zu mähen - das macht der ohnehin schwach motorisierte A340 dann. Folglich habe ich nur 2 Möglichkeiten: A mit 100% N1 als Startleistung abdüsen, oder B (und das will ich) bei einer N1 wie sie in echt auch verwendet wird trotzdem in die Luft kommen. Dafür muss ich (denke ich) die Leistung des Triebwerkes so erhöhen, dass dieses Ding dann eben bei ein paar % weniger den eigentlichen Startschub hat. ...Deswegen versuche ich rauszubekommen welches Triebwerk bei welcher N1 in Verhältnis zu entsprechender Temperatur seinen definierten Take Off Schub hat
...Ich weis, kompliziert! Deshalb denke ich hilft mir da diese von Schorsch gepostete Tabelle ganz gut weiter.

 

[SlowMover]

Wie wird diese Option eingestellt?
Auch über das FMS? Wie heißen die Optionen dort?

Ja, man kann D10 (für Derated) usw anstatt F55 (für Flex) ins FMS eingeben. Dies dient (vor allem auf kurzen und kontaminierten Bahnen) dazu, dem Flugzeug (besser gesagt: hauptsächlich der Startleistungsdatenberechnung) schwächere Triebwerke vorzugaukeln, um unter diesem Bedingungen und im Bereich der VMCG/VMCA höhere Gewichte "rauszubringen"...klingt etwas merkwürdig, ist aber so. MAn verringert praktisch damit die maximal mögliche Asymetrie im Falle eines Triebwerkausfalls. War ein "wenig" vereinfacht, geht aber wohl in diesem Rahmen zu sehr ans Eingemachte.

Wobei ich den Sinn in einem derated climb nicht ganz sehe. Das schädliche für ein Triebwerk sind in der Regel die Events an der Auslegungsgrenze. Darunter lebt das Triebwerk lang und in Frieden.

Der einzige Sinn liegt im sogenannten "Power by the hour" Prinzip mancher Airlines. LH zum Beispiel hat die Rolls Royce Triebwerke an den A346 und A333 geleased. Hierbei wird aber nicht das Triebwerk, sondern der abgerufene Schub pro Stunde bezahlt und das anscheinend nicht linear...somit wird durch den dreated Climb der Steigflug verlängert und dadurch auch der Spritverbrauch erhöht, aber es ist für die Airline immer noch günstiger...
Klingt ebenfalls merkwürdig...ist aber so.

Die Drehzahl dient ja letztendlich auch nur der Übertragung auf irgendein Thrust-Rating (die Drehzahl selbst interessiert die Crew nicht vordergründig, solange innerhalb der Betriebsgrenzen). Dabei stellt sich dann nur noch die Frage nach der Definition, bzw. der Bezugsgröße.

Als "Educated Guess" würde ich sagen, die 100% N1-Marke ist auf TOGA @ ~FL100 @ ISA bezogen.

Aus diesem Grund verwenden RR und PW auch EPR, was auf den zweiten Blick intuitiver als die Darstellung von N1 ist, und ohne "um die Ecke Denken" auskommt.

Richtig, am Ende ist das für die Crew nur zweitrangig, ob es N1, EPR oder Sack Nüsse heisst. Airbus ist beim A380 einen neuen, nicht schlechten Weg gegangen: Hier heisst es Thrust, hat immer 100% Maximalwert und somit auch keine direkte Verbindung zum wirklichen Schub oder der Drehzahl. Aber man weiss, wann alles gegeben wird oder wieweit man davon noch weg ist...
EPR ist eigentlich der genaueste Wert, da er tatsächlich ein Schubverhältnis wiedergibt.

 

[SlowMover]

Mag sein... für mich erschein N1 dennoch irgendwo logischer, einfacher begreifbar, halbwegs eine Ableitung zu sein. bei 100% hat man noch annähernd die Idee dass es der volle Schub ist. ERP sind für mich nur Zahlen.

Das ist aber nur vordergründig, da N1 eine reine Drehzahlmessung des Niederdruckverdichters ist und so recht wenig über den erzeugten Schub aussagen kann. Die Transall und einige andere Turboprops arbeiten mit wirklichen Drehzahlen in den Anzeigen, damit wird aber nicht geflogen...sondern mit Drehmomentwerten. Diese lassen sich aber an reinen Jettriebwerken aber weder messen noch könnte man irgendwas daraus ableiten...
EPR (in welcher Dimension sich die Zahlen auch immer bewegen) gibt hingegen eher eine wirkliche Darstellung für den erzeugten Schub.

 

[Toryu]

BRU-NRT sind etwa 5900mn (entspricht ~95t möglicher Payload lt. Airbus Payload-Range Diagramm für A342). Eher zweifelhaft, dass bei "niedrigen Außentemperaturen" von einer ~3600m-Bahn für diese Strecke TOGA benötigt wird.


N1 ist nicht logischer als EPR, da zwar 100% N1 etwa 100% Schub bedeuten, alle anderen Zahlen aber eher willkürlichen Charakter haben - besonders, wenn wir (wie in Schorschs Diagramm ersichtlich) von ISA abweichen und stark in die reduzierten Drehzahlen/ reduzierten Massenströme/ etc. hereingeraten. Dann werden 100%N1 erst gar nicht erreicht, und wir befinden uns trotzdem bei 100% des aktuell verfügbaren Schubs.

Die Schubkurve ist eben nicht linear, sondern exponentiell. Ein kleines Beispiel (wenn auch nur entfernt vergleichbar):
Wir haben in unserem Engine-Lab u.a. ein Modelltriebwerk (f. Modellflugzeuge - haben aber auch die Zulassung dieses TW für Applikationen in Segelflugzeugen betreut). Bei diesem TW kommen auf die oberen 10% der Drehzahl etwa 50% des Schubgewinns. Das ist natürlich ein Turbojet (Radialverdichter, viel geringerer Massenstrom, etc) und daher nicht ganz vergleichbar - aber dennoch ein gutes Beispiel, um sich die Charakteristik einmal vor Augen zu führen.

Bei %N1 hat man nie einen wirklichen Referenzpunkt, (außer vielleicht Ground Idle am Boden), da die maximale und minimale Drehzahl immer von der Air Data abhängig sind.

EPR hingegen erlaubt mir den Vergleich zwischen p2t (Totaldruck am Verdichtereintritt) und p8t (Totaldruck in der Düse). EPR ist das Verhältnis aus p8t/p2t. Die resultierende Zahl macht zunächst optisch nicht viel her, gibt aber eine wesentlich bessere Aussage über den aktuellen Schubzustand des Triebwerks als %N1.
Man kann sogar sehen, ob das Triebwerk Nettoschub (EPR > 1,0), oder Nettowiderstand (EPR < 1,0) erzeugt.


PS... erstaunlich, wie viel man nach einem Jahr über das Thema "Luftfahrtantriebe" vergessen hat - zum Glück gibts das FF und man wird zum Nachdenken angeregt

Ja, man kann D10 (für Derated) usw anstatt F55 (für Flex) ins FMS eingeben. Dies dient (vor allem auf kurzen und kontaminierten Bahnen) dazu, dem Flugzeug (besser gesagt: hauptsächlich der Startleistungsdatenberechnung) schwächere Triebwerke vorzugaukeln, um unter diesem Bedingungen und im Bereich der VMCG/VMCA höhere Gewichte "rauszubringen"...klingt etwas merkwürdig, ist aber so. MAn verringert praktisch damit die maximal mögliche Asymetrie im Falle eines Triebwerkausfalls. War ein "wenig" vereinfacht, geht aber wohl in diesem Rahmen zu sehr ans Eingemachte.

Danke für die Info!
Wenn das De-Rating fest ist, macht es Sinn, da ja bei einem ENG-Failure beide Hebel auf TOGA gehen und daher durch den geringeren verfügbaren Schub auch die verfügbare Asymmetrie sinkt.
Ist die Wash-Out altitude fest, oder kann die auch im FMS programmiert werden?

 

[SlowMover]

Danke für die Info!
Wenn das De-Rating fest ist, macht es Sinn, da ja bei einem ENG-Failure beide Hebel auf TOGA gehen und daher durch den geringeren verfügbaren Schub auch die verfügbare Asymmetrie sinkt.
Ist die Wash-Out altitude fest, oder kann die auch im FMS programmiert werden?

Viel einfacher:
Die Schubhebel werden (und dürfen auch nicht) nicht auf TOGA gesetzt, bevor die Speed beim Clean up entsprechend erhöht worden ist...ist, wie gesagt, eine rein rechtliche Sache, mit Flex könnte man dasselbe erreichen. Kann jetzt aber nur für Airbus sprechen.