Was ist das?

[MiG-Mech]

Ich meinte die Zapfluft.

 

[Cloudbraker]

Was mich noch interessieren würde zu dem Thema:

Sind die Lufteinlässe an der "Schnauze" der Douglas Dc- 8 auch fürs APU?

Gruß
Anton

 

[MiG-Mech]

APU gab es bei der DC-8 erst in den 70er Jahren zum Nachrüsten.

 

[Christian K]

Das heißt, bei der DC-8 war am Boden der Einsatz einer GPU unumgänglich, sofern das Flugzeug selbst nicht mit einer APU nachgerüstet wurde?

Und damit eine neue Frage: Wozu sind denn diese Einlässe am Bug der DC-8 und warum haben andere Flugzeuge aus gleichem Haus, wie die DC-9 oder MD-80, diese Einlässe nicht?

 

[cool]

das dürften die Kühllufteinlässe der Klimaanlage sein, allerdings nur Vermutung basierend auf allgemeiner "Flugzeugtechnik".

 

[MiG-Mech]

@ Christian
Ja, damals war dann Ground Power nötig. Das macht man heute aber trotz APU noch so. Oder wieder so.

Die Einlässe sind für die "Zirkulationsmaschine des Kabinenventilationssystems" lt. "Fliegen - Vom Propeller zum Düsenantrieb".

 

[tigerstift]

Das heißt, bei der DC-8 war am Boden der Einsatz einer GPU unumgänglich, sofern das Flugzeug selbst nicht mit einer APU nachgerüstet wurde?

So ist es. Zum starten der Triebwerke musste ein externes Startaggregat zur Hilfe genommen werden.

Soweit ich weiss wurde die APU im vorderen Frachtraum dann als "Retrofit" nachgerüstet.

Und damit eine neue Frage: Wozu sind denn diese Einlässe am Bug der DC-8 und warum haben andere Flugzeuge aus gleichem Haus, wie die DC-9 oder MD-80, diese Einlässe nicht?

Das sind die Stauluftteinlässe für die PACKs (Klimaanlage).

MD 80 und Konsorten haben die Packs im Heck eingebaut und nicht wie bei DC-8, DC-10 und MD-11 in der Bugsektion

 

[tigerstift]

Hier ging es ja auch nur allgemein darum und nicht im speziellen.

Und genau im allgemeinen produziert die APU nur Wellenleistung;)

Zapfluft, Strom usw... sind dann das Resultat der Wellenleistung

 

[MiG-Mech]

Nee, Zapfluft entnehme ich direkt dem Verdichter der APU, ohne zusätzliche Elemente oder Gerätschaften.
Wellenleistung würde bedeuten, dass eine Welle extra einen zusätzlichen Kompressor antreibt; so wie Strom durch einen Generator.

 

[tigerstift]

Nee, Zapfluft entnehme ich dem Verdichter der APU.
Wellenleistung würde bedeuten, dass eine Welle einen Kompressor antreibt; so wie Strom durch einen Generator.

Macht keinen unterschied! Ob nun Zapfluft über einen Bläser erzeugt wird, oder direkt dem Verdichter entnommen wird. Die Philosophie ist ein bleibt bei einem Wellenleistungstriebwerk.

Ganz einfach gesagt: Die im Verdichter und in der Brennkammer erzeugte Energie wird fast vollkommen in der Turbine (und die Turbine treibt ja den Verdichter an) abgebaut. Somit auf die Welle umgesetzt. Wie gesagt: Der "Abgasstrahl" besitzt bei einer APU fast keine Energie mehr um einen Rückstoss zu erzeugen.

 

[MiG-Mech]

Na, dann bleibste bei der Definition.

 

[cool]

Nee, Zapfluft entnehme ich direkt dem Verdichter der APU

ernste Frage (weils mich wirklich interessiert): bei welchem Flugzeugtyp ist das so?

Bei den meisten Verkehrsflugzeugen (oder allen die ich so kenne) nutzt man den zusätzlichen Kompressor, weil man ihn leichter Regeln kann und weil die abnahme direkt aus dem Kompressor der Power-Section die Effiziens dieser stark beeinträchtigt.

Die Zapfluftvariante ist bei Triebwerken die Regel, Früher waren noch Trubokompressor dazwischen geschalten, vermutlichen haben die "alten" Triebwerke zuviel Öl gefördert.

gruss michi

 

[MiG-Mech]

Also ich kenne es jetzt direkt von der CRJ200/700/900.
Was heißt Effizienz ? Die APU soll nun mal Luft, Strom, Hyd.-Druck und/oder Drehzahl erzeugen (je nach Ausführung). Da wird die Effzienz doch nicht geringer, wenn man die Zapfluft verwendet.
Bei der Fluggasturbine würde der Schub geringer werden, aber der interessiert ja nicht bei der APU. Die Zapfluft mag der APU in der Brennkammer fehlen, aber angeschlossenen Gerätschaften sind so ausgelegt, dass sie trotzdem ihre erforderliche Drehzahl erhalten.
Und die Regelung der Zapfluft erfolgt normal über Ventile, da sehe ich nun keine Vor- oder Nachteile bei der einen oder anderen Technolgie bei der Regelung.
Vorallem wird die Luft aus der APU einfach über ein Ventil der Klimaanlage zugeführt, in dieselben Leitungen, wie auch für die Trws schon vorhanden.
Anders herum ist ein zusätzliches Gerät wieder mit höheren Aufwand und höheren Kosten verbunden.

 

[cool]

Da wird die Effzienz doch nicht geringer, wenn man die Zapfluft verwendet.

Doch schon. Die Effiziens von Triebwerken (egal nun, ob zur Schuberzeugung oder Wellenleistung) ist je höher, je höher das Kompressor-Druckverhältniss (oder auch CPR) und je höher die Turbineneintrittstemperatur ist (neben anderene Werten, die sich im wesentlichen aber daraus ableiten), sprich hier erzeugt mein Triebwerk aus der vorhandenen "flüssigen" Energie eben eine möglichst hohe Wellenleistung.
Deswegen ist es sinnvoller (wenns der vorhandene Raum zulässt), die Power-Section mit hohen Druckverhältnissen effizient arbeiten zu lassen, als Dieser weitere Luft zu entziehen. Ein ähnliches Konzept geht Boeing mit den bleedless Engines.

Die Bleed-Regelung von APU's mit extra Load-Kompressor geht über IGV's (Inlet Guide Vans), ähnlich der VSV-Steuerung bei "richtigen" Triebwerken, sprich das eigentliche Bleed-Valve ist ständig offen, die Luftmenge wird über die IGV's gesteuert, der Druck ergibt sich. Um allerdings eine korrekte Verdichterarbeit zu gewährleisten, gibt es ein zusätzliches Surge-Control-Valve, welches überschüssige Luft in den Abgasstrahl abbläst.

Schätzte im Endeffekt ist es einfach Auslegungssache und beide Systeme scheinen zu funktionieren. Was nun das Gängigere ist -> , ich kannte die CRJ-Version bis dato nicht.

Gruss michi

 

[MiG-Mech]

Wie das sich mit Zapfluft und dem ganzen Verbrennungsprozess zusammen hängt weiß ich.
Nur was ändert sich für den Generator z.B., der da dran hängt ?
Wenn ich die Drehzahl habe, und noch mehr Energie entnehmen kann, warum nicht. Erhöht es dann nicht sogar die Effizenz ?
Dem Schubverlust haben die abzapfluftlosen Trws zur Folge gehabt, aber der Schub einer APU spiel ja keine Rolle.
Und ein Surge-Valve gibt es in der APU der CRJ auch.

Aber wie Du sagst, ist es letztendlich Auslegungssache der Igenieurs. Demnächst soll die APU einer Brennstoffzelle weichen, die dann Strom erzeugt, womit dann noch Kompressorren betrieben werde, die jetzt ja schon anstelle der Abzapfluft genutzt werden.

 

[cool]

Nur was ändert sich für den Generator z.B., der da dran hängt ?

Na den juckt das nicht, der will seine 100% Drehzahl, sonst nichts, dafür sorgt das Steuergerät.

Dem Schubverlust haben die abzapfluftlosen Trws zur Folge gehabt, aber der Schub einer APU spiel ja keine Rolle.

Jein, Fan-Triebwerke liefern ja auch massgeblich Drehmoment für den Antrieb des Fans, i.d.R. geschieht dies mittels extra Niederdruckturbine.
Ist aber eigentlich egal, wir reden ja von der Effiziens, da ist egal ob nun APU oder Triebwerk, es geht nicht darum, was die Triebwerke/APU absolut liefern können (macht ja auch keinen Sinn ein CF34 mit einem GE90-115 zu vergleichen), sondern wieviel Kraftstoff sie brauchen, umgerechnet auf das was Sie liefern. (Bei Triebwerken nennt man das auch TSFC = Thrust Specific Fuel Consumption um eine Vergleichsgrundlage zu bilden.)
Am sparsammsten Arbeitet das Triebwerk bei hohem Verdicherdruck und hoher Turbineneintrittstemperatur, deswegen sollte man dafür sorgen, dass Beide möglichst hoch sind, ersteres kann man beeinflussen, indem man eben keine Zapfluftanlagen verwendet und einen Verdichter mit einem guten Wirkungsgrad benutzt, letzteres ist Sache von Kühlluft und Spritmenge, wird aber begrenzt durch die angestrebte Lebensdauer, Turbinenwerkstoffe und Bauart der Schaufeln.
Nur als Beispiel und Wertfrei:
wenn APU A mit extra-Kompressor unter Volllast eine Leistung von 200kw liefern muss, braucht sie zb. 1kg Kerosin pro kw um diese Leistung über eine Stunde zu liefern, also gesammt 200kg/h Fuel Flow.
APU B mit Zapfluftabnahme liefert bei Bleed-Belastung auch 200kw (also insgesammt, nicht noch extra oben drauf, wie wollen ja beide vergleichen), braucht aber 1,2kg pro kw pro Stunde, weil der Kompressor grösser sein muss, die PAU auf volllast läuft, aber weniger Druck in der Brennkammer ankommt.
Das Ganze kann man auch in Diagramme fassen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Joule-Kreisprozess

um mal ein Beispiel zu nennen.

 

[MiG-Mech]

Und genau das ist die Frage, die sich wohl nicht so einfach beantworten lässt.
Ob es weniger Sprit kostet, Zapfluft zu entnehmen und damit den Verdichterdruck zu verringern oder an der Welle mehr Leistung abzugreifen, weil mehr Geräte dran hängen (?).

 

[cool]

Und genau das ist die Frage, die sich wohl nicht so einfach beantworten lässt.

Hmm, wenn ich nochmal das schreiben würde, was ich schon schrieb, kommen wir hier nicht weiter, ich weiss allerdings momentan auch nicht, wie ich das Ganze anders "umschreiben" soll, damit es für dich verständlicher wird.

 

[MiG-Mech]

Ich denke, ich weiß schon, was Du sagen willst.Ich glaube aber, bei Deinem fiktiven "Rechen-" Beipiel könnte ein Fehler drin sein.
Du nimmst an, dass beide 200kW leisten. Aber, woher weißt Du, dass Zapfluft und die geringere Wellenleistung mehr Energie benötigen ?
Bei der APU mit extra Kompressor kommen ja nochmal Verluste durch Getriebe (gering) und die Verluste im Kompressor (hoch) zusammen.
Die APU mit Zapfluft muss ja keine 200kW Wellenleistung mehr bereitstellen. Und diese Differenz kann schon der Verlust durch die Zapfluftentnahme sein bei gleicher Spritmenge, oder weniger oder mehr.
Daher denke ich nämlich, dass es zu wage ist, dass eine oder andere qualitativ bewerten zu können.

 

[tigerstift]

Na, dann bleibste bei der Definition.

Ich bleib auch dabei;)

siehe : http://www.smartcockpit.com/site/pdf/download.php?file=plane/bombardier/CRJ-100-200-SERIES/systems/Bombardier_CRJ_200-Auxiliary_Power_Unit.pdf

(Seite 5: 1.A Engine)

A. Engine
The engine is a single-shaft, constant speed design, consisting of a compressor, a combustor and a two-stage turbine. The compressor draws large volumes of air in through the inlet door on top of the aft fuselage then delivers it under pressure to the combustor. Fuel from both wing tanks is added to the high pressure air and ignited, increasing the energy of the airflow. The high velocity, high temperature gasses are delivered to the turbine section. The turbine converts the high velocity gasses into mechanical energy to drive the compressor and gearbox. The exhaust gases are ducted overboard through the exhaust pipe on the right aft fuselage.