Wieviel Umdrehungen macht ein Flugzeugtriebwerk, wie wird es gelagert und geschmiert?
Frisch aus dem Urlaub mit dem A320 zurück, kamen vor und während der Fliegerei einige Fragen in mir hoch.
An sich finde ich es schon erstaunlich, dass unser Flieger quasi permanent in der Luft ist und zwischen den Urlaubsorten und dem Flughafen in D hin und her pendelt.
Beim Start (hatten aus dem Hinflug die letzte Reihe hinten), machen die Turbinen ja ganz schön Getöse, was ich mit einer hohen Last auf die Teile verbinde.
Wie schnell dreht sich so eine Turbine, wieviel Drehzahl (% vom Vollschub beim Start) hat die Turbine noch auf Reiseflughöhe) und wie wird die Turbine geschmiert ?
Ich erlaube mir gleich noch eine weitere Frage: Wie kann ein "Fan", also der Propeller vorne in der Turbine so einen Schub verursachen ?
Prinzipiell weiss ich, dass 90% des Schubes tatsächlich vom Fan erzeugt werden, nur 10%, (bitte nicht genau festnageln!) vom Strahl durch die Explosion.
Vielleicht hat jemand mehr Kenntnis und klärt mich auf :)
Gruß
Thomas
2 Antworten
Hallo, eine menge Fragen auf die es eine Menge Antworten gibt:
Nun, es ist immer abhängig von der Triebwerksgröße und vorallem dem Fandurchmesser. Die Blattspitzen des Fans sollten sich nie schneller als Schallgeschwindigkeit drehen. Ein bisschen Schneller geht, Mach 1,3, aber das nur dann wenn die Blattspitzen dafür ausgelegt sind. Man kann das ausrechnen, aber da ich das bei der Recherche nicht genau herausgefunden habe, werfen ich hier sicherheitshalber mal keine falschen Formeln in den Ring.
Somit kommt man bei N1 100% schon mal auf bis zu 5.000 rpm, es kann aber auch bis 10.000rpm gehen. Je nach Triebwerk.
Im Reiseflug leisten beide Triebwerke in etwa 80% ihres Maximalschubes, das ist die effizienteste Fluggeschwindigkeit mit möglichst wenig Verschleiß. Denn ja, so ein Triebwerk muss ordentlich was aushalten.
Darum sind die Triebwerkspylonen auch aus Titan, um möglichst viel auszuhalten. Denn wenn 100-400kN auf diesen wirken, und das bei Start und Landung noch extremer werden kann, ist die Belastung auf das Triebwerk selbst natürlich auch sehr hoch! Sollte nun eine Triebwerksschaufel brechen oder ein Vogel ("Vogellschlag") dies verursachen, reißt es das Teil natürlich durch die Ganze Turbine und es werden auch andere Bauteile massiv in Mitleidenschaft gezogen, sodass es zu einem "uncontained engine failure" kommt. Krasse Beispiele sind ein Unfall mit einer DC-6 in den 70er Jahren in Amerika, als ein Propeller den Rump aufgerissen hat, nachdem er sich vom Triebwerk löste. Oder auch "jüngst": QF32 machte 2010 ein explodiertes Triebwerk fast den Garaus, da die Triebwerksteile tief in die Flügel des A380 eindrangen. Die Beispiele zeigen, was für eine Kraft hier drinnensteckt!
Soweit ich weiß, werden Triebwerke nicht allzuoft gewartet und noch seltener komplett auseinandergenommen. Da muss die Schmierung einfach passen und lange halten sowie hitzebeständig sein, oder es wird per Leitung immer wieder was nachgepumpt, sodass das Drehmoment immer nahezu perfekt sein kann.
Das beste Mantelstromtriebwerk arbeitet mittlerweile schon im Verhältnis 1:12, sprich es bleiben 12 Teile Luft für die Verbrennung ungenutzt, und nur einer fließt durchs Kerntriebwerk. Um ein Triebwerk zum Laufen zu bringen, muss die Gasturbine in der Mitte zu arbeiten beginnen, mit ihr dreht sich dann der Fan und der Prozess des Einsaugens, und ausstoßens beginnt.
Dann saugt sich der Fan von alleine die Luft rein, solange er vom Kern ausreichend angetrieben wird, aber das Kugellager eines Fans ist enorm leicht. Es kommt nämlich auch beim Stillstand des Triebwerkes, wenn das Flugzeug geparkt ist, zum sogenannten "Windmilling", also dass der Wind ins Triebwerk fährt und den Fan antreibt, sodass man das sogar hört.
Dazu kommt, dass es mittlerweile Getriebefans gibt, die das Drehmonent für jede Welle perfekt abstimmen können. So läuft der Fan mit anderer Drehzahl als das Triebwerk. Das ermöglicht auch große Nebenstromverhältnisse, da das Triebwerk normal arbeiten kann, und der Fan trotz seiner enormen Größe von mehr als 3 Metern Durchmesser nicht in den krassen Überschall kommt, der die Effizienz wieder hemmt.
Und, wie du sagst so ein A320 fliegt am Tag schon mal 4 bis 6 Flüge. Dieser Typus kann um 20.000 Starts und Landungen in seinem Leben fliegen. Daraus kann man berechnen, dass der A320 schon mal 15-20 Jahre im Bertrieb ist. Mit Standzeiten können es auch 25-30 Jahre werden, dann sind sie aber zu alt und ineffizient.
Grüße,
Felix
Hallo Felix,
vielen Dank für die sehr umfangreiche und kompetente Aufklärung !!
Gruß
Thomas
Hallo Felix,
vielen Dank für die sehr umfangreiche und kompetente Aufklärung !!
Gruß
Thomas