Wieso können Propellermaschinen nicht Überschall fliegen?
Hallo, ich habe gehört, dass Propellermaschinen nicht für den Überschallflug geeignet sind. Warum ist das so? Welche Kräfte werden zu groß und welche Belastung entsteht dabei? Ich hoffe ihr könnt mir helfen:)
8 Antworten
Das Problem ist, dass ab der Schallgeschwindigkeit der Propeller keinen Schub mehr liefern kann.
Das ist auch der Grund warum die Propeller eines Helikopters an der Spitze nicht mehr als Schallgeschwindigkeit erreichen dürfen.
Düsentriebwerke können Überschall fliegen weil der Druck in ihrem inneren durch Verbrennung und Expansion entsteht und die Gase können so eben Überschall erreichen.
Naja der Propeller schraubt sich sozusagen durch die Luft. Eine Druckwelle in Luft kann sich aber nicht schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegen.
Wenn der Propeller mit Überschall dreht kann er die Luft eben nicht mit mehr als Schallgeschwindigkeit weiterschieben, was zur folge hat, dass die Strömung abbreisst und der Propeller keinen Schub mehr liefert.
Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit mit der sich eine Druckwelle im Medium ausbreiten kann. Es kann also durch Kompression eben dieses Mediums (in diesem Fall Luft) keine höhere Geschwindigkeit erreicht werden. Also kann ein Propellerantrieb praktisch nicht einmal wirklich Schallgeschwindigkeit erreichen.
"Eine Druckwelle in Luft kann sich aber nicht schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegen."
Naja, bei einer Atombombenexplosion bewegt sich die Druckwelle aber doch mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit. Habe ich jedenfalls mal bei der Bw gelernt. Ist aber schon lange her und vielleicht nicht mehr aktuell.
Und es gibt ja Testflugzeuge mit Überschallverbrennung (bei Strahltriebwerken). Die Technologie ist aber auch nach Jahren immer noch nicht serienreif, was zeigt, wie schwierig das Thema zu handhaben ist.
Mir geht es aber nur um die Druckwelle. Ich lasse mich da gerne belehren.
Die Druckwelle von verdichten Gasen kann sich natürlich schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegen. Eine Stoßwelle in Luft bewegt sich aber nur mit Schallgeschwindigkeit bewegen.
Explosionen sind darum so stark weil die Druckwelle sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet
Ein Propellerflugzeug könnte theoretisch wenn die Struktur stark genug ist einen Überschallflug im Sturzflug erreichen was aber denke geschummelt wäre weil man dann natürlich die Erdanziehung und nicht die Leistung des Propellers verwendet um zu beschleunigen.
Unabhängig davon ob es möglich wäre oder nicht (was es wegen der Tip Speed nicht ist "siehe andere Antworten"), wäre es irrsinnig ein Propellerflugzeug zu entwickeln das so schnell fliegen kann ein Propeller hat seinen Vorteil gegenüber dem Düsentriebwerk gerade im niedrigen Geschwindigkeitsbereich!
Das geht deshalb nicht, weil der Prop höher drehen muss. Dabei kommen aber die Blattspitzen in den Bereich der Überschallströmung.
Dann reißt die Strömung ab und die Leistung des Props geht sofort zurück. Es gibt also irgendwo (abhängig von Blattzahl, Propellerdurchmesser, Flughöhe etc.) eine Schnittmenge, über die eine Propellermaschine nicht hinauskommen kann.
Ein Propeller "schraubt" sich durch die Luft ...
Bei Überschall wäre dies gar nicht möglich...
Selbst wenn es eine Propellermaschine geben würde, die so stark wäre, das sie es theoretisch könnte, käme sie nur bis knapp unter Schallgeschwindigkeit...einfach weil danach nix mehr da wäre, was Vortrieb geben könnte.
Ein Propeller kann diese dafür notwendige Kraft nicht erreichen.
Ah, sehr geistreich, danke. Was ist denn die notwendige Kraft bitte? Ich gehe mal davon aus, dass Sie die Umfangskraft meinen
Können Sie das noch weiter ausführen? Wieso liefert der Propeller denn dann keinen Schub mehr? Ich vermute, dass es irgendwas mit dem Druck zu tun hat