Ersatz von Fan-Schaufeln

Diskutiere Ersatz von Fan-Schaufeln im Luftfahrzeugtechnik u. Ausrüstung Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; Hallo Leute, mal eine Frage an die TW-Spezialisten von Euch. Mir wurden kürzlich 2 Triebwerksschäden bekannt (CFM 56), die den Ersatz von...

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  1. #1 Cardinal Jockey, 28.11.2011
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    Hallo Leute,

    mal eine Frage an die TW-Spezialisten von Euch.

    Mir wurden kürzlich 2 Triebwerksschäden bekannt (CFM 56), die den Ersatz von Fan Schaufeln bedingten. In beiden Fällen war nur der Fan betroffen.

    In Fall 1 wurden zunächst die 5 Schaufeln ersetzt, der darauffolgende Standlauf zeigte jedoch Vibrationen - woraufhin der Fan komplett ausgetauscht wurde.

    Fall 2 wurden zunächst die kaputten Schaufeln erstetzt, auch hier zeigten sich danach Vibrationen. Dann wurde der Fan komplett ersetzt - aber das Ergebnis war wieder Negativ so dass dann doch "im Felde" das komplette TW getauscht wurde.

    Soviel ich weiß, steht für die individuelle, verbaute Schaufel das Gewicht fest. Muss eine Schaufel ausgetauscht werden, wird ein Blade mit gleichem Gewicht eingebaut. Hiernach dürfte es (der Logik nach) nach dem Austausch der X Schaufenl durch X Schaufeln des exakt gleichen Gewichts zu keinen Vibrationen mehr kommen.

    Wie kommt es dann, dass diese "Feldoperationen" mit Austausch einzelner Schaufel gleich in 2 Fällen (in kurzem zeitlichen Abstand, aus unterschiedlichen Gründen und an unterschiedlichen Flugzeugen des Typs 737-800) jeweils nicht zum (unter Vibrationsgesichtspunkten) gewünschten Ergebnis kamen?? Was ist denkbar??

    Merci!
     
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  3. #2 Taliesin, 28.11.2011
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    Selbst wenn die Schaufeln gleich schwer sind, dann heisst das nicht, dass das Gewicht auch gleich verteilt ist. Die Zentripetalkraft ist ja Fz = m*omega²*r, wobei r der Radius des Schwerpunktes ist. Wenn der Schwerpunkt woanders liegt, dann erzeugt auch das gleiche Gewicht eine andere Zentripetalkraft.
    Eine andere Erklärung wäre, dass sich durch die Kräfte beim Einschlag die Lager oder die Welle verzogen haben. Die Lager eines Triebwerks nehmen sehr hohe Kräfte auf und machen bei Vogelschlägen auch mal die Biege, zumindest war das früher so, ob das CFM56 dafür noch anfällig ist weiss ich nicht.
     
  4. cool

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    Wie schon treffend erklärt ist nicht nur das Gewicht alleine entscheident, sondern auch der Schwerpunkt. Das sog. Momentengewicht ist aber auf den Schaufeln vermerkt und Auswahlkriterium. Bei einer Beschädigung im Fan-Bereich die es nun nötig macht, eine oder mehrere Schaufeln zu tauschen, wird es extrem schwierig eine Schaufel mit identischem Momentengewicht zu finden, deswegen tauscht man meist in solchen Fällen "matched pairs".
    Man kennt nun die Momentengewichte der defekten und der gegenüberliegenden Schaufeln im Fankranz und baut nun recht ähnliche ein, sind beide über ein definiertes Maß auseinander kann man versuchen mittels Trimmschrauben das wieder ein wenig zu kaschieren. Das Ganze kann auch per Geometrie oder Trigonometrie "errechnet" werden ist aber ein wenig aufwändig und auch ein wenig konfus, weil man es wohl nciht jeden Tag macht (also man nimmt die aktuellen Momentengewichte der defekten und der Gegenüberliegenden und das der neuen, errechnet in der Summe eine Abweichung und einen Vektor, versucht die Blades dann so im Fankranz zu positionieren, dass die Abweichung so gering wie möglich ist und trimmt den Rest mit Trimmschrauben).

    Dies ist aber in den meisten Fällen immer eine Näherung, keine genaue "Wissenschaft", deswegen klappt das i.d.R. , muss aber nciht. Zur Kontrolle fährt man einen "vibration survey run" und kontrolliert die Vibrationen über das Drehzahlband. Beim CFM56-7 Triebwerk kenne ich mich nun nicht aus, aber normalerweise kann man nun das Moment/Gewicht der Unwucht und deren Vektor zum "0-Punkt"/Fanschaufel 1 messen und anhand dieser Werte weitertrimmen. Diese ganze Trimmarie kann aber recht schnell recht unübersichtlich werden und man verhaspelt sich leicht, weil man auch nie genau die entsprechenden Momentengewichte und Vektoren trifft (man hat nicht beliebige Gewichte zum austrimmen da und kann diese nicht beliebig auf dem Fan platzieren). So wollte man was austrimmen hat aber genau das Gegenteil bewirkt und man sich zusätzliche Vibrationen "eingebaut". Da jeder Standlauf/Versuch Sprit, Zeit und Nerven (und das nciht zu knapp) kostet und so ein Flugzeug auch irgendwann mal wieder fliegen/Geld verdienen soll, kann man schonmal die "Notbremse" ziehen und einen kompletten Fankranz verbauen. Ist zwar nciht gerade günstig, lohnt sich dann aber in der Summe.

    Bei der Variante 2 kann es durchaus sein, dass das Triebwerk innen bzw. im Turbinenbereich einen "weg" hat, zwar ist der Fan der wahrscheinlichste "Vibrationsverursacher" weil er den größten Durchmesser bei hohem Gewicht hat, aber bei einem Vogelschlag ect. kann auch der restliche Kompressor/Turbine beschädigt worden sein, auch wenn keine Vogelteile durch die Hot-Section maschiert sind. Bei so einem Einschlag kanns zb. passieren, dass die Schaufeln im Triebwerk aussen Anlaufen und beschädigt werden.

    Geringe N1-Vibrations werden vorallem angestrebt um das EGT-Margin des Triebwerks hoch zu halten.
     
  5. #4 Cardinal Jockey, 29.11.2011
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    Habt vielen Dank für Eure Antworten!!! Das ist ja doch schon ein recht komplexes Problem! Merci vielemals!
     
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