Frage zu Turbinen Restart im Flug

[mcnoch]

Wie kommt es, dass Turbinen in der Luft erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit wieder neu gestartet werden können? Am Boden geht es doch auch ab 0. Hängt das mit dem Luftdruck und dem Kompressor zusammen? Danke!

 

[Hog]

Wie kommt es, dass Turbinen in der Luft erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit wieder neu gestartet werden können? Am Boden geht es doch auch ab 0. Hängt das mit dem Luftdruck und dem Kompressor zusammen? Danke!

Am Boden wird das Triebwerk zum Start auch erst auf Drehzahl gebracht, bevor Treibstoff zugeführt und gezündet wird. (durch Kartuschen, Startwagen, APU...?).
Wenn man einfach Treibstoff zuführt und "Feuer macht" während das Triebwerk noch nicht oder zu langsam dreht dürfte es ziemlich schnell stark überhitzen.
D.h. der Luftstrom (Fahrtwind) muss im Fluge so schnell sein, dass die dadurch erzeugte Drehzahl so groß ist, wie die am Boden durch o.g. Gerätschaften hervorgerufene Drehzahl.

 

[Acela]

So ganz klappt Deine Erklärung aber nicht. Zum Anlassen der Triebwerke langt am Boden nämlich die Leerlaufdrehzahl, die ist sehr niedrig (hab den Wert grad nicht da), da kann man die Schaufeln noch locker mit den Augen verfolgen und man würde nichtmal reingesaugt werden.

 

[Alpha]

Hog hat schon eine sehr gute Erklärung geliefert, dem ist eigentlich nichts hinzuzufügen.

@Acela: Was du am Boden beim Anlassen siehst ist ja nur der Fan, der auf einer anderen Welle unt mit anderen Drehzahlen arbeitet, als das Kerntriebwerk. Angelassen wird letztendlich nur das Kerntriebwerk, dass dann wiederum den Fan bzw. dessen Turbine antreibt. Kannst du im Cockpit sehr schön sehen, wie die Drehzahl des Kerntriebwerkes hochläuft, dann der Fuelflow hochgeht, die EGT hochgeht und dann erst der Fan auf Touren kommt. Bei Idle RPM des Triebwerks kann man sicher keine einzelnen Blätter des Kerntriebwerkes mehr sehen.

Auf der T-38 z.B. wird das (einwellen) Triebwerk am Boden zum Starten auf ca. 14% RPM hochgefahren - durch Druckluft einer GPU. Erst dann können wir das Triebwerk starten. Wenn wir das TW in der Luft starten müssen (was ich nicht unbedingt ausprobieren möchte) brauchen wir auch ungefähr diese RPM, um den Start versuchen zu können - und diese RPM erreichen wir erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit.

 

[mcnoch]

Danke, habe ich jetzt verstanden.

 

[Schorsch]

Klärt mich auf falls ich falsch liege, aber man kann ein heutiges Triebwerk doch in jeder Situation wieder anlassen oder? Vorrausgesetzt natürlich man hat einen "Anlasser" (also im Regelfall die APU).

@Alpha: Hat die T-38 keine eigene Energiequelle zum anlassen? Braucht man immer eine GPU (was wohl Ground Power Unit heißt)? Können sich die Triebwerke im Flug nicht gegenseitig wieder anlassen?
Oder besteht die maßgebliche Redundanz im Vorhandensein eines Schleudersitzes?

 

[Schorsch]

Die APU kann man aber schnell einschalten, auch wenn die Triebwerke meist genug Saft liefern. Wenn mir allerdings in einer kritischen Phase (z. B. beim Start) ein Triebwerk verloren geht, ist das Zuschalten der APU wohl sinnvoll.

Aber zum Thema anlassen: Meiner Erkenntnis nach wird das Anlassen von der FADEC* geregelt. Das mag bei irgendwelchen TL-Dinosaurien noch anders aussehen, aber alle Flugzeuge (oder besser: Triebwerke), die nach 1975 die Werkhalle verlassen haben, steuern so ihre Triebwerke.
Der FADEC ist es wohl reichlich egal, wo und wie schnell das Flugzeug gerade ist. Sie nimmt Zapfluft (ob nun von APU, GPU oder Nachbartriebwerk bereitgestellt), dreht das Triebwerk damit auf entsprechende Drehzahl und leitet dann die Zündung ein. Der interessierte Pilot mag das auf dem Systems Display verfolgen oder aber auch ne Banane essen. Sollte das Triebwerk auf mirakolöse Weise bereits entsprechend schnell drehen, wird FADEC das wohl zur Kenntnis nehmen und die Zündung gleich einleiten.
So ist jedenfalls meine Vorstellung.


*FADEC: Full-Authority Digital Engine Control

 

[Friedarrr]

So ganz klappt Deine Erklärung aber nicht. Zum Anlassen der Triebwerke langt am Boden nämlich die Leerlaufdrehzahl, die ist sehr niedrig (hab den Wert grad nicht da), da kann man die Schaufeln noch locker mit den Augen verfolgen und man würde nichtmal reingesaugt werden.

"Anflamm Drehfrequenz" liegt in der Regel (natürlich abhänigig vom TWK) bei ca. 20% der Turbinendrehzahl (HD).
Das man bei solch einer Drehzahl noch die Schaufeln mit dem Auge beobachten kann, darauf hab ich noch nie geachtet.
Aber das bezweifle ich zumindest bei Einwellen-TWK`s.
Vielleicht meinst du das Hochfahren mit dem "Startergeni"?

Bei Leerlaufdrehzahl denke ich an Selbsterhaltungsdrehzahl die ist ca. 49% RPM (manchmal sogar noch ein gutes Stück höher)

Zum Anlassen muß das Rotorsystem auf eine so hohe Drefrequenz gebracht werden, damit eine ausreichender Luftdurchlass in der Brennkammer für die Anlassgemischbildung gewährleistet ist.
Die Anlasszündung ist eingeschaltet, damit sich beim Anlassvorgang keine größeren Kraftstoffmengen bilden können.
Nach öffnen des Absperrventils (20% RPM) wird Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt.

Zumindest so ähnlich müsste es bei allen Gasturbinen-LFZ ablaufen!?

 

[Friedarrr]

Die APU kann man aber schnell einschalten, auch wenn die Triebwerke meist genug Saft liefern. Wenn mir allerdings in einer kritischen Phase (z. B. beim Start) ein Triebwerk verloren geht, ist das Zuschalten der APU wohl sinnvoll.

Beim Start laufen eh bei vielen LFZ die APU mit, den einfach mal schnell Einschalten ist da auch nicht...!

Aber zum Thema anlassen: Meiner Erkenntnis nach wird das Anlassen von der FADEC* geregelt. Das mag bei irgendwelchen TL-Dinosaurien noch anders aussehen, aber alle Flugzeuge (oder besser: Triebwerke), die nach 1975 die Werkhalle verlassen haben, steuern so ihre Triebwerke.
Der FADEC ist es wohl reichlich egal, wo und wie schnell das Flugzeug gerade ist. Sie nimmt Zapfluft (ob nun von APU, GPU oder Nachbartriebwerk bereitgestellt), dreht das Triebwerk damit auf entsprechende Drehzahl und leitet dann die Zündung ein. Der interessierte Pilot mag das auf dem Systems Display verfolgen oder aber auch ne Banane essen. Sollte das Triebwerk auf mirakolöse Weise bereits entsprechend schnell drehen, wird FADEC das wohl zur Kenntnis nehmen und die Zündung gleich einleiten.
So ist jedenfalls meine Vorstellung.
*FADEC: Full-Authority Digital Engine Control

Was die Regelung über FADEC angeht denke ich auch das es wohl so sein wird.
Aber das dies mit Zapfluft geschieht denke ich nicht (ist nicht die Regel?), bzw. kenne ich im Augenblick keinen Flieger. Bei den ziv. Fliegern die ich kenne, geschieht es entweder durch den (Starter)Generator oder Windmilling.

 

[Acela]

Aber das dies mit Zapfluft geschieht denke ich nicht (ist nicht die Regel?), bzw. kenne ich im Augenblick keinen Flieger. Bei den ziv. Fliegern die ich kenne, geschieht es entweder durch den (Starter)Generator oder Windmilling.

Nein, die TW´s werden definitiv (jedenfalls beim A310/A300) mit Zapfluft angelassen. Deswegen müssen wir, wenn mal die APU grad nicht geht, wir aber nen TW Test machen wollen, vom Flughafen die "rollende APU" holen. Natürlich könnte ein Start im Flug mit Windmilling möglich sein, mit Generator aber net, sonst bräuchten wir die APU zum starten nicht...

Elektrisch angelassen wird nur die APU.

 

[SlowMover]

Triebwerke ab einer bestimmten Größe werden fast immer mit Druckluft angelassen. Entweder von der eigenen APU/GTG oder von nem Airstarter Bodengerät.
Der Tornado hat da glaube ich ne Welle, die die Triebwerke mechanisch mit der (mini-)APU verbindet.
darum läuft das Hilfsaggregat im Normalfall immer am Boden.
Wenn ein Triebwerk läuft kann man bei einigen Flugzeugen das zweite (dritte, vierte) mit nem Crossbleedvalve mit Druckluft vom laufenden Triebwerk starten.

In der Regel liegt die Idledrehzahl der Hochdruckwelle so in der Gegend von 40-50%. Der Fan wird vom Starter gar nicht gedreht, nur die Hochdruckewelle. Der "Rest" kommt dann von alleine.

Die APU kann man aber schnell einschalten, auch wenn die Triebwerke meist genug Saft liefern. Wenn mir allerdings in einer kritischen Phase (z. B. beim Start) ein Triebwerk verloren geht, ist das Zuschalten der APU wohl sinnvoll.

Aber zum Thema anlassen: Meiner Erkenntnis nach wird das Anlassen von der FADEC* geregelt. Das mag bei irgendwelchen TL-Dinosaurien noch anders aussehen, aber alle Flugzeuge (oder besser: Triebwerke), die nach 1975 die Werkhalle verlassen haben, steuern so ihre Triebwerke.
Der FADEC ist es wohl reichlich egal, wo und wie schnell das Flugzeug gerade ist. Sie nimmt Zapfluft (ob nun von APU, GPU oder Nachbartriebwerk bereitgestellt), dreht das Triebwerk damit auf entsprechende Drehzahl und leitet dann die Zündung ein. Der interessierte Pilot mag das auf dem Systems Display verfolgen oder aber auch ne Banane essen. Sollte das Triebwerk auf mirakolöse Weise bereits entsprechend schnell drehen, wird FADEC das wohl zur Kenntnis nehmen und die Zündung gleich einleiten.

Ganz so ist es nicht. Die APU von nem Verkehrsflieger braucht zum Hochfahren schonmal ne gute Minute, wenn nicht länger. In der Regel wird die nach dem Triebwerksstart auch wieder abgeschaltet.

FADEC ist auch noch nicht soo alt, im A300/310 ist das auch noch nicht drin. Der Engine Start wird da noch von der Besatzung "von Hand" gesteuert. Die alten 737 (200-500) haben das auch nicht.

Ein Restart in flight ist auch eine heiklere Sache.
Es gibt im Verfahren, nach dem das durchgeführt wird, entweder feste Geschwindigkeiten oder eine Tabelle, die auch die Höhe berücksichtig, wie das durchzuführen ist. Also entweder nur mit dem "Windmühleneffekt", oder mit Unterstützung des Starters.
Einfach gesagt wird nur die Zündung dauerhaft eigeschaltet und dann ein Restart "erhofft", den der "Windmühleneffekt" auslöst. Das klappt in der Regel auch sofort (wenn alles heil ist).

Grundsätzlich wird das nur versucht, wenn man es absichtlich abgestellt hat, oder genau feststeht, warum das Triebwerk ausgefallen ist und es keinen Schaden hat. Oder natürlich wenn gar kein Triebwerk mehr läuft.

Das man aus dem Cockpit aber so gut wie gar nicht sagen kann, warum es "einfach" ausgegangen ist, wird es in der Regel auch nicht neu gestartet.

Ich spreche jetzt nur von Verkehrsflugzeugen, beim Militär werden die Dinge da etwas anders gehandhabt.

 

[Acela]

FADEC ist auch noch nicht soo alt, im A300/310 ist das auch noch nicht drin. Der Engine Start wird da noch von der Besatzung "von Hand" gesteuert.

Das stimmt nicht, beide A310 Serien als auch der A300-600 haben FADEC...

In der Regel wird die nach dem Triebwerksstart auch wieder abgeschaltet.

In der Regel bleibt die APU während des Startvorgangs aktiv. Fällt nämlich ein Triebwerk aus, was während des Startes sehr prekär wäre, wird vom verbleibenden aus Leistungstechnischer Sicht weder Strom noch Zapfluft abgezogen, dafür kann dann sofort die APU einspringen mit deren Hilfe gleichzeitig auch das zweite TW wieder angeworfen werden kann.

Auch das Wing Anti Ice System verbraucht so viel Luft das dafür in der Regel nur die APU angezapft wird

 

[Schorsch]

@ Slowmover: Das klingt interessant. Ich muss zugeben, dass ich noch nichtso viele Triebwerke gestartet habe. Ich saß ein paar Mal im Simulator (ein richtiger Simulator) und da war das recht easy und straightforward. Aber da haben wir glaub ich auch nur einmal ein Triebwerk in der Luft angelassen.

APU: Ich glaub das ist ein bisschen Ermessenssache. Starte ich in Denver bei 30° mit einem vollen A-330, dann lasse ich die APU wohl besser an. Was das Wing-Anti-Ice nicht verbraucht nimmt sich dann die Klimaanlage.
Starte ich mit einem Vierstrahler gut unterhalb des MTOW, kann die gute Hilfsturbine wohl schonen.

 

[juky0]

Auch das Wing Anti Ice System verbraucht so viel Luft das dafür in der Regel nur die APU angezapft wird

kann ich nicht zustimmen. am boden wird das wing anti ice sowieso nicht aktiviert. da die temp. so hoch sind , das die struktur stark beschädigt wird.
die struktur wird zu warm, es fehlt die nötige kühlung durch die luft, die die tragfläche im flug umströmt.

meistens werden die APU´s kurz nach dem push back abgestellt. da jetzt beide eng. laufen werden die packs von diesen versorgt.

wärend des take off werden die packs abgeschalten. damit der motor die volle leistung hat. erst wenn der flieger in der luft ist, werden die packs zugeschaltet und dann auch wing anti ice.

 

[Alpha]

@Alpha: Hat die T-38 keine eigene Energiequelle zum anlassen? Braucht man immer eine GPU (was wohl Ground Power Unit heißt)? Können sich die Triebwerke im Flug nicht gegenseitig wieder anlassen?
Oder besteht die maßgebliche Redundanz im Vorhandensein eines Schleudersitzes?

Zum Anlassen braucht man ja neben Sprit und Zündfunken auch noch den notwendigen Luftdurchsatz bzw. Mindestdrehzahl des Triebwerkes. Die T-38 hat keine Möglichkeit, von einem TW mechanisch, per Druckluft oder durch den Generator das andere TW anzulassen. Bleibt eben nur der Fahrtwind... Man benötigt eben nur eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit (und maximale Flughöhe). Wenn bei der T-38 beide Triebwerke in der Luft ausfallen hat man aber mit dem Runtergleiten eh das kleinere Problem - da einem die komplette Hydraulik flöten gegangen ist und man nicht mehr steuern kann ;)

 

[Friedarrr]

kann ich nicht zustimmen. am boden wird das wing anti ice sowieso nicht aktiviert. da die temp. so hoch sind , das die struktur stark beschädigt wird.
die struktur wird zu warm, es fehlt die nötige kühlung durch die luft, die die tragfläche im flug umströmt.

meistens werden die APU´s kurz nach dem push back abgestellt. da jetzt beide eng. laufen werden die packs von diesen versorgt.

wärend des take off werden die packs abgeschalten. damit der motor die volle leistung hat. erst wenn der flieger in der luft ist, werden die packs zugeschaltet und dann auch wing anti ice.

Vielleicht sollten wir hier immer beachten das die verschiedenen Flieger immer auch verschiedene Procedures haben, wir reden hier meist von den Mühlen an denen wir arbeiten/fliegen oder sonst so kennen!!

So bin ich Acelas Meinung das es Flieger gibt die mit laufender APU starten, ich weiß aber auch (z.B. von Dash 100/200/300, gibt es mit und ohne) das nicht alle eine APU haben, so denke ich auch das es Flieger gibt die nicht mit laufender APU starten und das nicht nur weil sie keine haben, sondern auch so wie juki0 schreibt ....

 

[Schorsch]

Zum Anlassen braucht man ja neben Sprit und Zündfunken auch noch den notwendigen Luftdurchsatz bzw. Mindestdrehzahl des Triebwerkes. Die T-38 hat keine Möglichkeit, von einem TW mechanisch, per Druckluft oder durch den Generator das andere TW anzulassen. Bleibt eben nur der Fahrtwind... Man benötigt eben nur eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit (und maximale Flughöhe). Wenn bei der T-38 beide Triebwerke in der Luft ausfallen hat man aber mit dem Runtergleiten eh das kleinere Problem - da einem die komplette Hydraulik flöten gegangen ist und man nicht mehr steuern kann ;)

In diesem Falle wählt man dann also die raketenunterstützte Seperation vom Fluggerät oder wird in bestem Optimismus noch die Prozedur für doppeltem Flammabriss durchgeführt? Normalerweise gehen die Triebwerke ja auch nicht in angenehmen 20.000ft bei 400kts aus, sondern bei etwas wiederlicheren Situationen.

 

[Alpha]

@schorsch: Die Notfallprozedur zum Restart ist nicht so komplex - Throttle(s) in MAX (voller Nachbrenner) und gut ist. Das gibt Sprit und Zündung zugleich. Einen Versuch ist´s wert - sonst kommt die "Sitzhöhenverstellung" ;)

 

[SlowMover]

Das stimmt nicht, beide A310 Serien als auch der A300-600 haben FADEC...

Hier muß ich zugeben das mir dazu jetzt die nötigen Unterlagen fehlen.
Zur Steuerung lassen sich meine Unterlagen hier nur über die Fuel Control aus, die hier nur mit MEC (hydro-mechanisch) und PMC (elektronisch) beschrieben sind.

Sicher ist, (ich kann hier jetzt nur vom GE CF6-80C2 sprechen) das die Main Engine Control (MEC) nicht bei irgendeinem aus dem Ruder laufenden Parameter während des Startvorganges eingreift und den Startvorgang abbricht (wie es zB beim A320 der Fall ist), noch das Triebwerk unabhängig vom Thrustlever steuern kann (abgesehen mal vom High und Low Idle).
Aber um noch weiter in die Engine Control zu schauen fehlen mir die Unterlagen auch um jetzt sagen zu können ob es ein FADEC in irgendeiner Form ist, es wird in meinen Unterlagen so nicht genannt.

In der Regel bleibt die APU während des Startvorgangs aktiv. Fällt nämlich ein Triebwerk aus, was während des Startes sehr prekär wäre, wird vom verbleibenden aus Leistungstechnischer Sicht weder Strom noch Zapfluft abgezogen, dafür kann dann sofort die APU einspringen mit deren Hilfe gleichzeitig auch das zweite TW wieder angeworfen werden kann.

Auch das Wing Anti Ice System verbraucht so viel Luft das dafür in der Regel nur die APU angezapft wird

Hier muß ich widersprechen, im Normalfall wird die APU nach dem Starten der Triebwerke abgestellt. Das sollte bei allem Airlinern gleich sein, auch bei der Transall ist das so.
Ausnahmen währen ein Start mit der Klimaanlagenversorgung über die APU (man hat dann mehr Leistung, da den Triebwerken keine Zapfluft entnommen wird). Meistens werden dann aber die Packs ganz ausgemacht für den Start. Wenn Wing Anti Ice für den Start zugeschaltet werden soll und man sich die Leistung der Triebwerke "aufheben" will, kann man ebenfalls die APU laufen lassen.
Beim A310 wird das Wing Anti Ice, wie schon oben angesprochen, erst mit Entlasten des Hauptfahrwerkes aktiv, noch nicht am Boden. Engine Anti Ice ist dagegen auch am Boden verfügbar.

BTW:
Wenn ein Triebwerk ausfällt wärend des Starts wird vom verbleibenden alles übernommen, Strom, Luft und Hydraulik. Der ganze Start ist für diesen Fall berechnet. Woher hast Du diese Information?

Und wie gesagt, wenn ein Triebwerk ausfällt, wird es in der Regel nicht wieder angelassen. Schon gar nicht, wenns beim Take Off kaputtgegangen ist, meistens sind dann Turbinenschaufeln wandern gegangen oder ein Vogel durchs Triebwerk gegangen. Die Schäden kann man vom Cockpit überhaupt nicht abschätzen und das verlorene Triebwerk ist, wenns das einzige kaputte System bleibt, kein großes Problem. Die gesamte Hydraulik, Luft und Stromversorgung ist durch das verbleibende Triebwerk gewährleistet.
dann wird auch die APU gestartet, aber die braucht, wie gesagt, eine gute Minute.
Du solltest das mal ausprobieren, wenn sich die Gelegenheit ergibt, Du sitzt da doch gut an der Quelle. Und gebt uns die 27 wieder! ;)

 

[Friedarrr]

Hier muß ich widersprechen, im Normalfall wird die APU nach dem Starten der Triebwerke abgestellt. Das sollte bei allem Airlinern gleich sein, auch bei der Transall ist das so.
Ausnahmen währen ein Start mit der Klimaanlagenversorgung über die APU (man hat dann mehr Leistung, da den Triebwerken keine Zapfluft entnommen wird). Meistens werden dann aber die Packs ganz ausgemacht für den Start. Wenn Wing Anti Ice für den Start zugeschaltet werden soll und man sich die Leistung der Triebwerke "aufheben" will, kann man ebenfalls die APU laufen lassen.

Wie schon geschrieben kommt es:
1. auf das Muster
2. auf die Situation (Temp., Gewicht, Platz....)
3. vielleicht auf den Kutscher
4. ?
drauf an, ob mit oder ohne laufender APU gestartet wird. Vielleicht kann man noch etwas ergänzen??

Die gesamte Hydraulik, Luft und Stromversorgung ist durch das verbleibende Triebwerk gewährleistet.

Auch hier abhängig vom Muster!