Leistungsangabe von Strahltriebwerken

[halle1]

Hallo,

jetz habe ich mal ein eigenes Thema aufgemacht, da mich seit längeren eine Frage beschäftigt. Die Leistungsangaben von Strahltriebwerken ist ja immer in lbs oder kN, eine mathematische Umrechnung in kW oder PS mag ja möglich sein. Mein Problem ist, dass ich mit der Angabe z.B. .............Schubkraft (trust) 350 lbs nichts anfangen kann. Weis nun jemand hier wieviel ungefähr das in kW ist bzw. welcher Antriebskraft in kW das entspricht (z.B. bei einer Turboprop). Oder gibt es da auch direkt eine Rechenformel?

 

[Air Power]

Hoffe ich liege nicht ganz falsch, aber soweit ich weiss rechnet man folgendermaßen um:

1 lbs (Schub) = 4.448 N

Mit dem Umrechnen auf Watt könntest du es schwer haben, da du es mit 2 physikalischen Größen zu tun hast:
kW = Leistung
N/lbs = Kraft

Bei Turprops handelt es sich (Im Gegensatz zu Turbojets oder Turbofans) um Wellenleistungstriebwerke, diese erzeugen keine Schubkraft durch austretende heiße Gase (zwar ist das nicht ganz richtig, da immer ein kleiner Restschub verbleibt, diese Tatsache sollte man allerdings nicht zu genau nehmen), sondern treiben einen Rotor oder Propeller an mit einer gewissen Leistung an.

Grüsse
Air Power

 

[Schorsch]

Ne andere Möglichkeit: ich rechne einfach die physikalisch geleistete Arbeit aus. Als einzige Leistungsquelle muss es ja schlussendlich das Triebwerk sein, welches die Leistung bringt.

A380, 500t, Reiseflug mit M0.85, Gleitzahl 20:
0.85 * 305 m/s * 500000kg * 10m/s² * 1/20 = 64MW
Leistung pro Triebwerk: 16MW

Gleiches Flugzeug, jetzt aber der stündliche Spritverbrauch (auch gerne mal Fuel Flow genannt). 0.057 ist der spez. Treibstoffverbrauch, freundlich geschätzt für einen modernen Hochbypass:
500000kg * 10m/s² * 1/20 * 0.057kg/(N*h) = 14250kg/h = 3.96 kg/s

Jetzt muss das ja irgendwie Deckungsgleich sein. Also checken wir mal, wie viel Energie durch ddie Kiste läuft.
Heizwert Diesel (~= Kerosin): 11.9kWh/kg

Leistung des verbrannten Kerosins:
11.9kWh/kg * 15000kg/h = 170MW

Ist unterschiedlich. Was nun?

64MW/170MW = ~37.7%
Und wir haben den Gesamtwirkungsgrad des Triebwerks gefunden!

Ob das alles stimmt weiß ich nicht. Bitte hart kritisieren!

 

[Aeronaut]

Genau und bei den Gasturbinen, die ihre Leistung über die Welle abgeben, wird wie oben die Leistung P als Wellenleistung abgegeben.

Früher wurde oft die Einheit WPS ( Wellen PS ) verwendet.

Dabei ist die Wellenleistung physikalisch definiert als P = M * (klein Omega)

( Ich weiß leider nicht, wie man die griechischen Formelzeichen hier hinkriegt. - für Tipps wäre ich dankbar )

P ist eben dabei Power

M das in der Rotation wirkende Drehmoment

(klein Omega ) die Winkelgeschwindigkeit der Rotation, die über die Funktion 2 Pi mal n mit der Drehzahl n verknüpft ist.

Somit gilt : P = M * 2 Pi * n

Gruß

Hans

 

[Aeronaut]

Nachtrag :

Ein interessanter Link zum Thema Wellenleistung findet sich hier :

http://www.haw-hamburg.de/mt/home/schroeder/wellenleistung.pdf

 

[AE]

Ich weiß leider nicht, wie man die griechischen Formelzeichen hier hinkriegt. - für Tipps wäre ich dankbar

Hallo Hans,
Word öffnen. Leeres Dokument.
Symbolleiste Einfügen -> Symbol -> Reiter "Symbole" scrollen bis Standard Griechisch oder Kyrillisch -> Enter -> gewünschte Symbole werden in das Worddokument geschrieben....
Strg c -> rein ins FF -> Strg v und da wären wir

ΆΏКЙОПРΏθЂΔΏ
oder ein Gemisch aus Häbräisch und Arabisch = Road Map
ثجذڛپطشڢ

 

[flieger28]

Zwar ein wenig Offtopic aber es geht auch einfacher

Start/Programme/Zubehör/Systemprogramme/Zeichentabelle

da dann das gewünschte Zeichen auswählen und kopieren

ﺰ ﻹ☼Ǿ

ggf. darauf auchten das in der Zeichentabelle und im Posting die gleiche Schriftart gewählt ist

 

[Aeronaut]

Vielen herzlichen Dank an Euch beide.

Jetzt weiß ich endlich mal wie das geht .

Hier dann mal mit den richtigen Formelzeichen :

P = M * ω mit ω = 2 π * n => P = M * 2 π * n

Viele Grüße

Hans

 

[Schorsch]

Vielen herzlichen Dank an Euch beide.

Jetzt weiß ich endlich mal wie das geht .

Hier dann mal mit den richtigen Formelzeichen :

P = M * ω mit ω = 2 π * n => P = M * 2 π * n

Viele Grüße

Hans

Wobei das leider nicht viel hilft, wenn die Leistungsabgabe nicht über die Welle geschieht. Andererseits machen moderne Fantriebwerke über 90% des Vortriebs per Fan, so dass hier die Wellenleistung messbar sein sollte (könnte). Es ließe sich sicherlich auch ein Zusammenhang zwischen N1 und Leistung herstellen.

Mein obiger Ansatz ist irgendwo der ehrlichste, weil es die zwei Kernparameter einschließt:
- physikalisch geleistete Arbeit (die auch gerne mal null sein kann)
- tatsächlich umgesetzte Energie (Energie lügt nicht!)
Die dafür notwendigen Parameter (SFC bzw. Fuel Flow, Gleitzahl, Gewicht) sind aus normalen Quellen teilweise sogar ersichtlich.

 

[Lubeo]

Wie wäre es mit Wiki befragen?

64MW/170MW = ~37.7%
Und wir haben den Gesamtwirkungsgrad des Triebwerks gefunden!

Das mit der Gleitzahl kann mein Kopf zur spähten Stunde nicht rasch nachvollziehen, aber das Ergebnis könnte stimmen. Eine nichtfliegende Gasturbine hat einen Wirkungsgrad von ca. 39%.

 

[bregenzer]

Ein Fluglehrer erzählte mir mal ziemlich ausführlich die Geschichte mit dem Airbus, der im Gleitflug noch 120 km bis zu den Azoren zurückgelegt hat. Er sagte der Airbus A330 habe eine Gleitzahl von etwa 26, was ungefähr einer Ka 8 entspricht. :p

 

[tigerstift]

Ein Fluglehrer erzählte mir mal ziemlich ausführlich die Geschichte mit dem Airbus, der im Gleitflug noch 120 km bis zu den Azoren zurückgelegt hat. Er sagte der Airbus A330 habe eine Gleitzahl von etwa 26, was ungefähr einer Ka 8 entspricht. :p

Hier gibt es nähere Infos darüber und gute Fotos

http://www.flugzeug-absturz.de/open.php?id=344&auswahl=&modus=liste

 

[Schorsch]

Die Gleitzahl steht für das Verhältnis zwischen Auftriebskraft und Widerstandskraft. Da der Flieger seine Gewichtskraft (Gewicht mal Erdbeschleunigung - m*g) als Auftrieb braucht um nicht runterzufallen, kan man damit auf den Luftwiderstand schliessen.
Ich stimme der Rechnung im übrigen volkommen zu, wobei ich glaube, dass man mittlerweitel eine bessere Gleitzahl ansetzen müsste. Wenn ich mich recht erinnere hatte die 747 schon eine von 20 - das ist fast 40 Jahre her.

Die B747-200 ist eher so bei 18 anzusiedeln, die neueren B747 werden bessere Werte erzielen.

Ein Fluglehrer erzählte mir mal ziemlich ausführlich die Geschichte mit dem Airbus, der im Gleitflug noch 120 km bis zu den Azoren zurückgelegt hat. Er sagte der Airbus A330 habe eine Gleitzahl von etwa 26, was ungefähr einer Ka 8 entspricht. :p

Da lügt er aber. Ein A330 kann durchaus mehr als 20 haben (spielen ne Menge Sachen mit rein), aber 26 ist "off limits".

Hier gibt es nähere Infos darüber und gute Fotos

http://www.flugzeug-absturz.de/open.php?id=344&auswahl=&modus=liste

Und hier gibt es auch ganz brauchbare, aber selbst gewerkelt:
http://www.flugzeugforum.de/forum/showthread.php?t=35821&page=2&highlight=Azoren

The Captain reported that approximately 100nm from the airport, the left engine failed, and some ten minutes later, the right engine failed as well. The aircraft, using a minimal amount of hydraulic and electrical power supplied from its Ram Air Turbine, continued gliding toward Terciera Island in a gradual descent. The Captain reported that the flight arrived over Terciera Island at FL150 (15,000 feet), at dawn, and so he elected to make a visual approach to the airport with no engine power.

Mal kurz überschlagen:
Left Engine Failure bei 100nm.
Right Engine Failure "10 minutes later".
Annahme: Flughöhe kann gehalten werden, aber Geschwindigkeit sinkt auf M0.75. Zum Zeitpunkt des Ausfalls sind sie also 100nm - M0.75 * a *10 Minuten von Lajes entfernt
= 75km.
Das Flugzeug war also nur 75km von Lajes entfernt, als das zweite Triebwerk ausfiel. Von FL370 auf FL150 runtergehungert.
Rein mathematisch ist das eine Gleitzahl von 75/(18000*0.0003048) = ~14.

 

[tigerstift]

Und hier gibt es auch ganz brauchbare, aber selbst gewerkelt:
http://www.flugzeugforum.de/forum/showthread.php?t=35821&page=2&highlight=Azoren

Genau den habe ich auch gesucht, aber nicht gefunden:?!

 

[halle1]

ok leute, habe alle fakten gesammelt und beginne mal mit rechnen. irgendwie müssen die konstrukteure ja auch wissen welche triebwerke sie benötigen. danke für die ratschläge. ich habe mal gelesen der tornado soll umgerechnet 120000 ps haben. wenn wir wüssten wer das gerechnet hat!

 

[Air Power]

ich habe mal gelesen der tornado soll umgerechnet 120000 ps haben. wenn wir wüssten wer das gerechnet hat!

120 000 PS?
Ist das nicht etwas hoch :?!

 

[Acela]

Der Link zu dem A330 Zwischenfall ist etwas ominös. Ich kenne keinen A330, der 12 Reifen am Hauptfahrwerk hat...

Mal ne andere Frage zur Schubangabe. Von welchem Flugzustand wird bei der Angabe eines Triebwerksschubes ausgegangen? Reisegeschwindigkeit? Ich frage deshalb, weil der Schub ja im Stand am größten ist, und mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt. Was ist da die Referenz?

 

[Schorsch]

Der Link zu dem A330 Zwischenfall ist etwas ominös. Ich kenne keinen A330, der 12 Reifen am Hauptfahrwerk hat...

Mal ne andere Frage zur Schubangabe. Von welchem Flugzustand wird bei der Angabe eines Triebwerksschubes ausgegangen? Reisegeschwindigkeit? Ich frage deshalb, weil der Schub ja im Stand am größten ist, und mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt. Was ist da die Referenz?

Schubangaben sind in neun von zehn Fällen Teststandwerte auf Meereshöhe und null Geschwindigkeit. Der installierte Schub auf Meereshöhe und null Geschwindigkeit ist wieder etwas anders, mit Geschwindigkeit nimmt er wie Du sagtest ab. Bei zivilen Flugzeugen sind diese Effekte noch "zivil", man durch eine Machzahl- und Bypassabhängige Exponentialfunktion einigermaßen annähern, auch ohne genaue Kenntnisse des Triebwerks. Bei militärischen Triebwerken (Nachbrenner, Überschall) wird es wild. Wenn man dann Leute sieht, die aus statischen Schub-Gewicht-Verhältnissen die "Wendigkeit" eines Flugzeuges vorhersagen, kann man nur den Kopf schütteln (speziell bei kleinen Unterschieden).

120 000 PS?
Ist das nicht etwas hoch

Keine Ahnung. Wie Du ja bereits ganz am Anfang sagtest, gibt es kaum eine sinnvolle Möglichkeit, Schub in Leistung umzurechnen.
Nur zwei:
- die von mir gewählte über die geleistete Arbeit pro Zeit
- Kompressorleistung, viel Spaß beim Berechnen
Eventuell könnte man noch über den Fuel Flow rankommen, dazu müsste man den aber erstmal wissen und außerdem einen Triebwerkswirkungsgrad schätzen.

Andere Vorschläge?

 

[Air Power]

Gibt es hier jemanden, der mir etwas über die Gleitzahl des Tornado Aussage geben kann? Dann könnte man vll. ungefähr schätzen, wieviel Schub der Tornado in PS leistet.
Es müsste ja möglich sein, Watt in PS umzurechnen, sind ja schließlich beides Maßeinheiten für Leistung wenn ich nicht irre :D

Grüsse
Air Power

 

[AE]

Da lügt er aber. Ein A330 kann durchaus mehr als 20 haben (spielen ne Menge Sachen mit rein), aber 26 ist "off limits".

Kannst du das beweisen? "Da irrt er" wäre angemessen;)