Transportflugzeug Propellerantrieb?
Warum hat das Transportflugzeug der Bundeswehr (Airbus A400M) einen Propellerantrieb und keinen Turbinenantrieb wie moderne Reiseflugzeuge? Was sind die Vorteile einens Propellerantriebs gegenüber eines Turbinenantriebs?
9 Antworten
Was sind die Vorteile einens Pribllerantriebs gegenüber eines Turbinenantriebs?
Der Turboprop hat genauso eine Turbine wie ein Jet. Insofern ergeben sich hier, was die empfinmdlichkeit des Triebwerkes gegenüber Staub und Schmutz betrifft, keine Unterschiede.
Der entscheidende Vorteil des Turboprops kommt erst in Verbindung mit Verstelpropellern zum Tragen. Dadurch, dass die Propeller verstellt werden können, kann der Turboprop bei sehr langsamen Geschwindigkeiten, also vor allem beim Start und im anschließenden Steigflug, einen Schub entwickeln, den ein Jet nie bringen kann. Ein reines Jettriebwerk erzeugt seinen maximalen Schub erst bei hohen Geschwindigkeiten. Diesen Startschub haben die Militärs gefordert, um auch auf sehr kurzen Startbahnen abheben zu können, die einem Jet nie ausreichen würden. Der A400M kommt z.B. mit 1000m aus, während ein vergleichbarer Jet etwa die doppelte Länge benötigt, um auf die Abhebegeschwindigkeit zu kommen.
Außerdem kann der A400M direkt nach dem Start dadurch viel steiler steigen. Der hat einen Steigwinkel von bis zu 20%, während z.B. Passagierjets nur mit etwa 2,5 - 3% steigen. Diesen steilen Steigwinkel wollten die Militärs haben, um in Krisengebieten sehr schnell auf Höhe und damit außerhalb der Reichweite der meisten Waffen zu kommen.
Zusätzlich wurden beim A400M extreme Langsamflugeigenschaften gefordert, um z.B. auch Helikopter in der Luft betanken zu können und auch hier haben die Turboprops Vorteile.
Mit Parabelflügen ist das so ein Sache. Die kann ich auch mit dem Segelflugzeug machen. Man braucht halt erstmal genügen Geschwindigkeit, um dann in die Parabel hineinfliegen zu können, wobei vor allem am Anfang ebenfallls große Steigungswinkel möglich sind, was dann aber auch mit einem Abbau der Geschwindigkeit einhergeht....und das ganz ohne Antrieb.
Ich glaube einen Steigwinkel von 2.5° gab es zuletzt zu Zeiten von DC-6 und Lockheed Constellation :)
Kam mir auch ziemlich wenig vor..
Habe schnell mal nachgeschlagen: der A340 schafft etwa 5° Steigwinkel bei Maximalschub, also deutlich weniger als der A400M.
Ich habe regelmäßig einen Steigwinkel von bis zu 45° mit dem Segelflugzeug an der Winde.
Niedrigerer Kraftstoffverbrauch. Dadurch leichtere Maschine, weniger Tankgewicht, mehr Ladegewicht (im Verhältnis).
Ein Truboprop kann bei niedrigerer Geschwindigkeit landen und starten, hierdurch verkürzt sich die Bahnlänge. Dazu gibt es die Option des Rückwärtsrollens (deutlich besser als mit Schubumkehr). Insgesamt ist die Manövrierbarkeit besser. Auch in Hinblick auf Aufstiegshilfen ist der Turboprop besser (vereinfachter Flügelaufbau).
Und dann natürlich die größere Robustheit ggü. Fremdkörpern, was die Nutzung unbefestigter Pisten verbessert. Beim Turboprop kannst Du den Einlass für die Gasturbine deutlich höher legen. Der muß auch nicht rund sein, wie der Fan im Turbofantriebwerk.
Ganz simpel gesagt:
- Der Propeller bewegt beim Turboprop-Triebwerk durch seinen größeren Durchmesser eine kalte, viel größere Luftmasse
- Die vom Propeller bewegte Luftmasse strömt jedoch langsamer nach hinten
- Deswegen haben Propeller ihren besten Wirkungsgrad eher bei niedrigeren Geschwindigkeiten, z.B. mit speziell optimierten Propellern wie beim A400m bis über 750 Km/h
Jeweils verglichen mit dem reinen Strahltriebwerk:
- es wird eine geringe, sehr heiße Luftmasse sehr schnell (Überschall) bewegt
- Reine Turbojet-Triebwerke spielen ihre Vorteile vor allem bei Überschallgeschwindigkeit aus (Militärjets, Concorde).
Heutige High-Bypass-Turbofan-Triebwerk wie an jedem modernen Verkehrsflugzeug sind ein Mittelding aus beiden. Der riesige, von vorn sichtbare Bläser im kreisförmigen Gehäuse drückt eine große, kalte Menge Luft nach hinten.
Deren bester Wirkungsgrad iegt ca. bei 750- 900 Km/h.
Der große Unterschied:
- Bläser von Turbofan-Triebwerken drehen im Überschallbereich, Propeller nicht
- Die Fan-Blätter der Bläsertriebwerke sind fest verankert, also nicht beweglich
- Propeller sind über einen weiten Winkelbereich beweglich, vom 0° beim Triebwerkstart über die Segelstellung 90° und darüber hinaus in Bremsstellung um negativen Schub zu erzeugen.
Wie man sieht, überlappen sich die Geschwindigkeitsbereiche von Turboprop und Bläsertriebwerk. Daher verwundert es nicht, dass es sowohl militärische Transportflugzeuge mit Propellerturbine (z.B. Airbus A400m, C-130J Hercules) als auch mit Turbofan-Triebwerk gibt (z.B. C-5 Galaxy, C-17 Globemaster II) gibt.
Betrachtet man die Technik der C-17 Globemaster II, so stellt man fest dass ihre hinteren Landeklappen "ANGEBLASENE LAPPEN" sind, d.h. sie stehen im heißen Abgasstrom, der durch sie beim Start auftriebsfördernd nach unten gelenkt wird. Diese Kombination ist hoch wirksam, aber konstruktiv sehr teuer weil termperaturbeständige hochwarmfeste Titan-Legierungen für die Landklappen verwendet werden müssen.
Beim Turboprop bekommt man den zusätzlichen Auftrieb durch per Landeklappen umgelenkte Propellerluft auch ohne Spezial-Legierungen, weil der Luftstrom viel kühler ist.
Zudem ist die variable Propellerblattstellung der Turbopropsschlicht fantastisch. Sie ermöglicht über die Bremsstellung steile Abstiege (Sarajewo-approach) um nur kurzzeitig feindlichem Feuer ausgesetzt zu sein und sehr kurze Landungen.
Mindstens genauso wertvoll: beim Landeanflug kann in in fast neutraler, nahezu schubfreier Propellerblattstellung mit hoher Turbinendrehzahl angeflogen werden, falls ein Durchstartmanöver nötig ist steht dadurch fast verzögerungsfrei die volle Schubleistung zur Verfügung.
Ein Strahl- oder Turbofantriebwerk muss mangels Blattverstellung hingegen im Sinkflugstark in der Drehzahl gedrosselt werden, weil man sonst zu schnell würde. Beim Durchstartmanöver steht voller Schub daher erst nach einer 2-3 Sek. Verzögerung wieder zur Verfügung wenn das Triebwerk wieder voll hochgelaufen ist (engl. spool up).
Wenn doch Turboprop-Trriebwerke für militärische Transportmaschinen die genannten Vorteile haben, warum werden sie dann nicht ausschließlich hierfür verwendet? Das könnte daran liegen, dass es schlicht keine geeignete Turboprop-Triebwerke mit sehr hoher Leistung gibt. Für den Airbus A400m mußten sie daher eigens entwickelt werden, während zivile Turbofan-Triebwerke relativ einfach für militärische Anwendung adaptiert werden konnten und können.
Hallo,
Der Vorteil ist, dass Propeller weniger anfällig sind für äußere Einflüsse.
Vorallem Vogelschlag und Landungen auf Pisten mit losem Material machen einem Propeller weniger als einer Turbine.
Vorallem da bei der A400M je ein Paar gegenläufig ist, und so zusätzlich Schub/Auftrieb generiert.
Grüße
Das ist schlicht falsch. Wenn eine Gans in den Carbon-Propeller der A400m gerät fliegen die Blätter auseinander. Die entstehende Unwucht zerlegt dann Triebwerk und Geriebe.
Weil ein Turboprop einfacher ist, zuverlässiger Funktioniert, mit dem Sprit nicht so wählerisch ist und weil eine Turbine es gar nicht so lustig findet wenn sie Dreck auf einer Graspiste beim Starten ansaugt
Dir ist klar, dass das ein Turboprop ist,hinter dem sich auch eine Gasturbine verbirgt, die denselben Sprit braucht wie jedes andere Triebwerk auch?
Der frisst auch Mal was minderwertigeres was eine Turbine nicht mehr frisst.
Absolut nicht, nein. Wer sagt das? Das ist genauso so eine Turbine, an deren N1 Welle kein Fan, sondern ein Prop hängt
Verkehrsmaschinen schaffen um die 10° unbeschleunigt und 20° (je nach Befüllung) beschleunigt.
Sonstige Parameter mal außen vor. Alles andere ist letztlich ein Zugeständnis an die Insassen ...
Übrigens, Parabelflüge zeigen, daß auch ein solches Flugzeug einen Steigungswinkel von 50° abkann - Das ist dann aber vermutlich deutlich jenseits des ausgewiesenen Maximalwinkels im Manual des Standardmodells ;-).