PW F100 vs. GE F110 !?

Diskutiere PW F100 vs. GE F110 !? im Luftfahrzeugtechnik u. Ausrüstung Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; Wo liegen die Unterschiede, Vor-und Nachteile dieser beiden großartigen Triebwerke, die den Triebwerksmarkt für Kampfflugzeuge lange Zeit geprägt...

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  1. n/a

    n/a Guest

    Wo liegen die Unterschiede, Vor-und Nachteile dieser beiden großartigen Triebwerke, die den Triebwerksmarkt für Kampfflugzeuge lange Zeit geprägt haben und noch immer prägen?

    Warum werden die schubstärksten Versionen dieser Triebwerke fast gar nicht geordert ... Ausnahme VAE?

    Warum z.B. rüstet die USAF ihre F-15C "Golden Eagle" in nahezu allen Bereichen aufwändig nach, aber verschwendet keinen Gedanken an neuere Triebwerksversionen, die neben deutlich mehr Schub i.d.R. auch eine erheblich vereinfachte und billigere Wartung bieten?

    Das PW F100-229A gibt es z.B. mit bis zu 165KN Schub und optional mit Stealth- oder TVC-Düse (lt.wiki) ... warum nutzt niemand diese Option, um seine (neuen?) F-15 oder F-16 auf eine Manövrierfähigkeit zu bringen, die manchen modernen Entwurf deutlich in den Schatten stellen würde ... wie es Indien mit seinen SU-33 getan hat?

    Gruß Uli_HH
     
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  3. #2 phantomas2f4, 18.06.2013
    phantomas2f4

    phantomas2f4 Astronaut

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    Brauchen die denn noch mehr Schub ? Reicht doch vollkommen aus, was da bisher zur Verfügung gestellt wird.

    Also, die Verwendung von TVC bedeutet auch eine komplette Überarbeitung der Flugsteuerung.
    Will man sich das noch antun ???

    Klaus
     
  4. n/a

    n/a Guest

    Die F-15 lebt in ihrer Manövierfähigkeit maßgeblich auch vom Schub/Gewichts-Verhältnis und das Bessere ist bekanntlich des Guten Feind.:wink:


    Naja zumindes für die neusten Modell gibt es ja komplett neue digitale Fly-By-Wire Systeme, so dass es ganz grob im Prinzip nur des Aufspielens einer geeigneten Software bedarf ... und sowohl F-15 als auch F-16 sind ja bereits mit TWC geflogen, so dass die nötigen Daten auch schon erflogen wurden.

    Wenn es schlicht unmöglich wäre, waru m biete PW diese Option dann sonst eigentlich an!?

    Mal ne Frage zur Stealth-Nozzle beim F100 ... kann es sein, das die IAF F-16I damit ausgerüstet sind ... habe glaube ich mal ein Bild gesehen, wo es so aussah.:headscratch:
     
  5. Sens

    Sens Astronaut

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    Triebwerke mit einer digitalen Kontrolle können via "Chip-Tuning" an ihre physikalischen Grenzen gebracht werden. Fast alle Teile eines Triebwerks haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Die heutigen Triebwerke sind alle modular aufgebaut, so dass es möglich ist Elemente mit kurzer Lebenszeit innerhalb der gesamten Nutzungszeit eines Triebwerks gegen leistungsfähigere aus zutauschen. Aus Kostengründen wird man sich in Friedenszeiten immer für die Reduzierung der Betriebskosten entscheiden. Im Ernstfall besteht immer die Option, diese gegen eine höhere Leistungsabgabe ein zu tauschen und der Verlust der Garantie eines Herstellers sind dann sekundär.
    Jedes Design hat ihren optimalen Leistungspunkt, wenn man darüber hinausgeht ist eine spürbare Verbesserung kaum noch möglich, weil sich fast nie ein linearer Zuwachs ergibt. Jedes System hat einen "Flaschenhals" und weil das so ist sind die möglichen Veränderungen via Software begrenzt. Für die Flugdynamik wären das z. B. Stärke der "Stellmotoren/Hydraulik" und oder deren "Reaktionsgeschwindigkeit".
    Was immer wieder vergessen wird ist, dass jede Veränderung einer Spezifikation bedarf, damit sie für die Nutzung zugelassen werden kann. Das kostet viel Zeit und Geld.
    "Bei "Chip-Tuning" verliert man die Garantie des Triebwerk-Herstellers oder was man gerade außerhalb der Spezifikationen betreiben will. Nutzt man eine vom Hersteller erlaubte Option für eine höhere Leistungsstufe verkürzt das meist auch die Garantiezeit.

    Bei der F-15I/F-16I sind es keine Überlegungen zur Verbesserung der Signatur.
     
  6. #5 n/a, 21.06.2013
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 21.06.2013
    n/a

    n/a Guest

    Also stimmt es und ich habe mich nicht versehen!?

    Bei Nicht-Stealthflugzeugen verringert die Nozzle glaube ich hauptsächlich die Wärmesignatur.


    Edit:
    Meines Wissens ist das F100-229A aber kein Chip-getuntes-Triebwerk, sondern eher ein Hybrid aus dem F100-229 und der Fansektion des F119 ... dadurch - verändertes NS-Verhältnis - entsteht die erhebliche Schubsteigerung
     
  7. Sens

    Sens Astronaut

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    Das kann man nur so sehen, wenn man weis, dass die F100-229A und F119 sehr heiße Triebwerke sind und nur noch ein geringes Nebenstrom-Verhältnis haben.
    Diese Triebwerke sind nicht "Chip-getuned" aber ihr FADEC erlaubt es und die Israelis haben die entsprechende Software implementiert aber dann sind die garantierten Lastwechsel von >4000 perdu. :wink:
     
  8. n/a

    n/a Guest

    Aber ist nicht das Nebenstromverhältnis des F100-229a größer als das des F100-229(?), da ja scheinbar mehr Luft durch das Triebwerk geht, so dass zumindest bei der F-16 im Gegensatz zum F100-229 beim F100-229a der Big Mouth Lufteinlass wie beim GE F110 Voraussetzung ist ... oder habe ich da etwas falsch verstanden?
     
  9. Sens

    Sens Astronaut

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    Für das -229 sind es ~115 kg/s und ~0,36 Bypass Ratio. Für die F110** sind es 120-125 kg/s.
    Der Nebenstrom ist der Anteil der nicht durch das Kerntriebwerk geht und der ist beim GE F110** höher ~0,68.

    Eine F110 hat bei gleichem Schub und Druckverhältnis ohne Nachbrenner einen geringeren Treibstoffverbrauch. Im Betrieb mit Nachbrenner hat dagegen das F100 mit niedrigem Bypass Ratio und gleichem Druckverhältnis einen geringeren Treibstoffverbrauch. Subsonisch hat das F110 einen Verbrauchsvorteil gegenüber dem F100, der sich jedoch mit zunehmender Geschwindigkeit umkehrt.
     
  10. n/a

    n/a Guest

    Danke für die Erklärung! Laut wikipedia hat das 229a aber trotz deutlich höchstem Schub von 165kn den geringsten spezifischen Verbrauch.
     
  11. Sens

    Sens Astronaut

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    Kannst Du mal den Link reinstellen?
     
  12. #11 Sens, 21.06.2013
    Zuletzt bearbeitet: 21.06.2013
    Sens

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    Ich habe ihn inzwischen gefunden und musste die Angaben umrechnen, um auf den verständlicheren sfc Wert zu kommen.
    g/kN/s umgewandelt für die F100-PW-229A ergeben einen sfc von ~ 1,796 bei einem Nebenstromverhältnis von ~0,34.
    Die F100 Varianten mit dem Nebenstromverhältnis ~0,7 haben einen sfc von ~2,094. Neben dem niedrigeren Nebenstromverhältnis ist es auch das höhere Gesamt-Druckverhältnis.
    Da der Anteil der Nutzung des Nachbrenners während einer Mission minimal ist, ist jener sfc nur für die Startphase oder bei Gebrauch des NB in Bodennähe von Bedeutung.
     
  13. #12 Schorsch, 22.06.2013
    Schorsch

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    Werte für SFC sind bei Wikipedia kaum zu gebrauchen. Ich bin kein "Wiki-Basher", aber man muss wissen, welche Werte dort sinnvoll nachzulesen sind, und welche nicht.
    • SFC wird bei solchen Triebwerken vom Einbau im Flugzeug dominiert
    • Je nach "Einstellung" des Triebwerks ergeben sich auch andere Werte. Zitiert sind oft die Maximalwerte, die aber nicht unbedingt repräsentativ sein müssen.
    Wie Sens bereits schrieb, sind SFC für Nachbrenner an sich ohne besondere Bedeutung, da nur sehr geringe Teile der Mission im Nachbrenner geflogen werden.

    Hierbei muss auch folgendes bedacht werden. Triebwerk A leistet 100kN Schub bei einem SFC von 2.0. Triebwerk B leistet 110kN bei einem SFC von 1.9. Triebwerk B ist deutlich besser, warum nicht sofort einbauen?
    Im Endeffekt, wenn der Pilot bei beiden den Hebel auf den Tisch legt, verbraucht Triebwerk A:
    FF = SFC * THR = 2.0 * 100kN = 20,000 kg/hr
    Triebwerk B:
    FF = SFC * THR = 1.9 * 110kN = 20,900 kg/hr

    Triebwerk B leistet zwar mehr Schub dabei, aber hier ist wieder die Frage inwieweit dies von Bedeutung ist. In einer normalen Bodenangriffsrolle (für eine F-16 das wahrscheinliche Szenario) ist die Mission durchgehend subsonisch. Das mehr an Schub verpufft im Laufe der Mission. Die besseren Flugleistungen sind bestenfalls auf dem Papier nachweisbar.

    Wichtiger sind Begrenzungen der TET bei heißen Wetter. Hier können Triebwerke mit nominal ähnlichen Schub real sehr unterschiedliche Leistungen bringen.

    Die Triebwerke der MiG-29 sind nach Leistungsdaten ihrem westlichen Pendant ebenbürtig, die Einsatzerfahrung zeigte jedoch, dass die russischen Modelle Wartungsmonster sind und den Betrieb des Flugzeugs sehr erschweren. Nebenbei qualmen sie wie Schlote.
     
  14. Toryu

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    Dabei verbraucht TWK B aber bei gleicher Leistung wie TWK A weniger Sprit.

    Wäre interessant, wie die die beiden Zellen (Einlaufgeometrien, Einbaumassen) die unterschiedlichen Triebwerke in Leistungsüberschussdiagramm wegstecken.

    Fun Fact: Die großmäuligen F-16 (F110 ab Block 30D) haben mit Unterrumpftank niedigere Anstellwinkellimits (gehabt?), als jene mit kleinem Lufteinlauf.

    Bei der F-16 spürt man wohl je nach Mission (Luft-Luft oder Luft-Boden) einen Unterschied und eine unterschiedliche Leistungsfähigkeit (grob: F100 besser für L-L; F110 besser für L-B).
    Interessant ist, dass die F100-PW-220 ausgerüsteten Block 42 (fast?) der USAF alle bei irgendwelchen Trainingseinheiten fliegen - die haben die schlechteste Leistung, was an der Kombination an schwerer Zelle und schwächsten Triebwerk liegt.


    Am Ende geht es um ganz andere Sachen, wie Wartungsverträge, Kosten und Zuverlässigkeit.
    Hatte nicht das zweite Los von F-15K wieder das F100 anstatt dem F110 eingebaut?
     
  15. n/a

    n/a Guest

    Interessant ... und die Saudis haben ihre komplette F-15S Flotte komplett von F100-229 auf F110-129 umgerüstet - sicher keine ganz billige Aktion - weil das F100 angeblich mit den Klimabedingungen nicht zurecht kommt ... während die IAF sich bei den jüngsten Beschaffungen für das F100 entschieden hat.

    Interessant wäre zu erfahren, was die Saudis mit den ganzen F100-229 machen wollen, es werden ja nicht alle Schrott sein ... und bei den F-15C/D soll es ja auch massiv Triebwerksprobleme zu geben ... vielleicht eine Möglichkeit die intakten 229er zu nutzen!?

    Aber die koreanische Entscheidung ist schon extrem krass ...bei einer so überschaubaren Flotte zwei verschiedene Triebwerke zu beschaffen.

    Habe mal gelesen, dass ein Hauptunterschied zwischen F100 und F110 sein soll, dass es beim F100 problemlos möglich sein soll eine andere Version einzubauen, während beim F110 dazu grössere Anpassungsarbeiten erforderlich sein sollen.
     
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    Hallo

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  17. #15 Schorsch, 23.06.2013
    Schorsch

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    Vielleicht ein guter Wartungsvertrag. Oder Technologietransfer.
     
  18. #16 Taliesin, 24.06.2013
    Taliesin

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    Nachdem es hier jetzt mehrfach um SFC und solche Dinge ging, dachte ich, dass ich auch mal meinen Senf dazu geben kann :wink:

    Militärische Triebwerke werden in der Regel nicht mit dem Augenmerk auf niedriges SFC, sondern auf eine hohe spezifische Leistung ausgelegt. Das Ziel ist also nicht, soviel Schub pro investiertem Brennstoff heraus zu bekommen, sondern soviel Schub pro durchfließendem Kilogramm Luft wie möglich. Als Illustration dient das angehängte Diagramm.
    Die roten Linien sind Linien konstanter Turbineneintrittstemperatur. Für jede rote Linie gibt es ein Maximum in x-Richtung (maximale spezifische Nutzarbeit) und ein Maximum in y-Richtung (maximaler innerer Wirkungsgrad)

    Der Hintergrund ist der, dass militärische Triebwerke vor allem leicht sein müssen und für den Überschallflug kleine Querschnitte benötigt werden. Es muss also das Maximum aus der verfügbaren Luftmasse heraus geholt werden. Dazu kommt, dass man es sich nur leisten kann, große Druckverhältnisse und hohe innere Wirkungsgrade anzustreben, wenn man garantieren kann, dass die Komponenten intakt bleiben. Ein Triebwerk mit hohem Druckverhältnis reagiert sehr viel sensibler auf Beschädigungen als ein Triebwerk mit geringerem Druckverhältnis (bei gleicher maximaler TET), weil der Verdichter sehr viel mehr Leistung benötigt. Wenn nun die Turbine beschädigt wird, ist sehr viel schneller der Punkt erreicht, an dem die Turbine genausoviel Leistung hergibt wie der Verdichter benötigt, es bleibt fast nichts mehr übrig für den Schub, bzw das Triebwerk kann sich selbst nicht mehr am Laufen halten.
    Im angehängten h,s Diagramm sieht man sehr gut, dass der benötigte Anteil an Leistung, den die Turbine an den Verdichter abgeben muss, größer ist, wenn das Druckverhältnis steigt (roter Prozess). Dieser Anteil wird umso größer, je höher das Druckverhältnis wird.
     

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