Leistungsregelung Turbine

Diskutiere Leistungsregelung Turbine im Luftfahrzeugtechnik u. Ausrüstung Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; Hallo, ich habe eine Frage zur Funktion einer Flugzeugturbine. Man sieht zB auf Youtube Videos bei denen bei Betrieben die Turbinen überholen...

frank37

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Hallo,
ich habe eine Frage zur Funktion einer Flugzeugturbine.
Man sieht zB auf Youtube Videos bei denen bei Betrieben die Turbinen überholen die Turbinen in einer Halterung getestet werden. Diese Halterungen stehen eigentlich nur auf dem Boden. Besonders extrem ist das auf Videos, wenn man auf Youtube nach Backyard Turbines sucht. Meine Frage : Wie funktioniert das? So eine Turbine hat doch mächtig Schub, die müsste doch das Haltegestell einfach wegschieben? Wie wird bei einer Turbine die Schubkraft geregelt? Mehr Treibstoff = mehr Drehzahl = mehr Schub? Oder kann man die Turbinenschaufeln im Winkel verstellen und so den Schub drehzahlunabhängig regeln?
Wenn ich als Passagier im Flieger sitze, habe ich den Eindruck, dass die Triebwerke am Beginn der Startbahn hochdrehen, der Schub aber erst einige Sekunden nach Erreichen der Höchstdrehzahl einsetzt.
Vielen Dank schon mal
Gruß Frank
 
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cool

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Wie funktioniert das? So eine Turbine hat doch mächtig Schub, die müsste doch das Haltegestell einfach wegschieben?
Ist eine reine Auslegungssache. Schub ist nichts anderes als eine Kraft und damit laesst sich vergleichsweise einfach ermitteln, wie so ein Gestell beschaffen sein muss, damit es dieser Belastung standhaelt. Das diese Gestelle/Pruefstaende nicht so umfangreich oder voluminoes ausgefuehrt sind, wie man sich das erstmal vorstellen wuerde liegt wohl in erster Linie daran, dass einen das "Gefuehl" da etwas hinters Licht bringt, im Bezug auf dessen, was so manche Konstruktion in der Lage ist, zu tragen.
Die Meisten wuerden wohl auch die "Thrust-Pins" (also die Bolzen, welche die Schubkraefte vom TW in die Pylons/Tragflaechen einleiten) als unterdimensioniert einstufen.

Ob sich da jemand mit einer "Backyard"-Schmiede drum kuemmert -> :confused:

Wie wird bei einer Turbine die Schubkraft geregelt? Mehr Treibstoff = mehr Drehzahl = mehr Schub?
Kann man so sagen, zumindest sehr prinzipiell. Tatsaechlich bewegt man ein Steuerventil fuer den Sprit, die Drehzahl und infolge davon auch eine Schubkraft stellt sich dann ein.
Will man wirklich den Schub regeln, im Sinne eines geschlossenen Regelkreises mit dem Schub als Fuehrungsgroesse, dann braucht man noch entsprechende Regler zwischendrin, den eine konstante Drehzahl heisst nicht, dass der Schub auch immer der gleiche ist.
Dann bewegt aber dieser Regler das Steuerventil fuer den Sprit.

Jets verfuegen ueber keine verstellbaren Schaufeln, mit denen sich der Schub beeinflussen lassen wuerde (wie Props), zumindest nicht die aktuelle Generation.

Was es gibt sind aber diverse Massnahmen, mit denen man einen stabilen Betrieb sicherstellen will, dazu gehoeren auch verstellbare Leitschaufen in den Verdichtern. Die meisten TW haben sowas verbaut, dies sind aber keine Schubregeleinrichtungen im eigentlichen Sinne, sondern dienen dazu, den Verdichter ueber einen groesseren Drehzahl-/Temperaturbereich im Betriebsoptimum zu halten.

dass die Triebwerke am Beginn der Startbahn hochdrehen, der Schub aber erst einige Sekunden nach Erreichen der Höchstdrehzahl einsetzt.
Das ist normal, die TW "beissen" erst bei einer gewissen Drehzahl. Der Schub steigt deutlich ueberproportional mit der Drehzahl, will heissen, erst auf die "letzten" paar Prozent Drehzahl legt das TW richtig Schub zu.
 

twolf

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Und der Pilot den fuss von der Bremse nimmt
 

frank37

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Ok, danke schon mal.
Das heisst wenn der Pilot schneller fliegen will, dann erhöht er die Drehzahl der Turbine indem er mehr Sprit in die Brennkammer einspritzt. Den Schub zu ändern bei gleichbleibender Drehzahl geht nicht.
 

mg218

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Nachbrenner zuschalten.
Eher unüblich bei Verkehrsflugzeugen.
 
cool

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Das heisst wenn der Pilot schneller fliegen will, dann erhöht er die Drehzahl der Turbine indem er mehr Sprit in die Brennkammer einspritzt. Den Schub zu ändern bei gleichbleibender Drehzahl geht nicht.
Ganz grob: ja. Sofern es sich nicht um ein PTL (Prop-"Turbine") handelt und kein Nachbrenner :TOP: verbaut ist.

Bei den allermeisten TW wird mit den Schubhebeln ein bestimmter Schub "angefordert", sodass einer bestimmten Schubhebelstellung immer ein prozentualer (vom aktuell verfuegbaren maximalen Schub) Anteil geliefert wird. Um den "Rest" kuemmern sich dann die TW-Steuergeraete, die wandeln dass dann letztendlich in ein adaequates Steuersignal fuer des "Fuel Metering Valve" um.
Das wird geoeffnet -> mehr/weniger Sprit als fuer die aktuelle Drehzahl noetig -> Drehzahlanstieg -> einpendeln auf neuer Drehzahl.

Die Steuerung von TW ist technisch gesehen erstmal recht einfach, zumindest wenn man es mit Otto/Diesel-Motoren vergleicht. Die Entwicklung ist dafuer meist deutlich aufwaendiger.
 
Taliesin

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Das heisst wenn der Pilot schneller fliegen will, dann erhöht er die Drehzahl der Turbine indem er mehr Sprit in die Brennkammer einspritzt. Den Schub zu ändern bei gleichbleibender Drehzahl geht nicht.
Ich muss noch mal kurz klugscheißen, obwohl cool das eigentlich schon richtig erklärt hat.
Bei gleichbleibender Höhe und Geschwindigkeit kann ich einer festen Drehzahl auch einen festen Schub zuordnen. Der Pilot kann nicht bei gleicher Drehzahl den Schub erhöhen.

Das heißt aber nicht, dass dieser Schub immer dieser Drehzahl zugeordnet ist. Schub ist nichts anderes, als die Summe aller Kräfte, die auf das Triebwerk wirken. Das kann man entweder ausdrücken als Austrittsimpuls - Eintrittsimpuls oder anders und vereinfacht ausgedrückt, als Massenstrom * Geschwindigkeitsdifferenz + Differenz der Druckkräfte auf den Endflächen. Die Druckkräfte kann man meistens vernachlässigen, dadurch kann man den Schub vereinfacht ausdrücken als Massenstrom * Geschwindigkeitsdifferenz.

Wenn sich der Luftdruck ändert, weil sich die Höhe ändert, dann ändert sich bei gleicher Fluggeschwindigkeit mein Massenstrom, meine Geschwindigkeitsdifferenz und auch die Druckkräfte, auch wenn wir die ja vernachlässigen wollten. Dadurch ändert sich zwangsläufig auch der Schub, selbst wenn die Drehzahl gleich bleibt.
 

frank37

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Hallo,
vielen Dank an all die die geantwortet haben.
Wenn man in Youtube nach "backyard turbine" sucht, dann findet man da viele Videos von Freaks die eine mehr oder weniger große Turbine in einem simplen Halter laufen lassen. Mich hat gewundert, dass die Turbinen nicht wegwandern oder den ganzen Halter kippen. Der Schub so einer Turbine beschleunigt ja immerhin ein Flugzeug so stark, dass es einen in den Sitz drückt....
 
schwarzmaier777

schwarzmaier777

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auch hier gilt F=m*a - der gute alte Herr Newton.

Massedurchsatzerhöhung kann z.B. auch mit Wassereinspritzung erfolgen.
sehr beliebt auch die Nachverbrennung von Kraftsoff - entscheidender Vorteil - keine Temperaturbegrenzung durch die Turbine (Material). - das sind je Turbinengröße 10-30/40 ltr/s Kerosin Verbrauch drin .... :FFTeufel::FFTeufel:

https://de.wikipedia.org/wiki/Gasturbine

Hier ist der Joule Prozeß (Physik - Thermodynamik) dargestellt.

Je größer die Fläche des Diagramms ( Verschiebung der Eckpunkte) um so mehr Leistung (Schub) erhalte ich.
Das sind die o.g. Punkte wie Eintrittsgeschwindigkeit/Luftdichte/Verdichterarbeit/ Turbineneintrittstemperatur/Krafstoffdurchsatz etc...

Praktisch is Turbine unterm Hintern immer geil ........:HOT::HOT::HOT: oder vorn dran :loyal:

Ingo
 
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