ich sah kürzlich in einem Buch Aufrisszeichnungen verschiedener Flugmotoren, vom einfachen Kolbenmotor in Reihen- und V-Bauweise, über den Sternmotor bis hin zum Strahtriebwerk, Propellerturbine und Mantelstromtriebwerk.
Ist es richtig, daß die heutigen Passagier-Jets alle Mantelstromtriebwerke haben?
Ist ein Mantelstromtriebwerk nicht eigentlich fast das gleiche wie eine Propellerturbine, nur eben daß der Propeller nochmal eine Außenabgedeckung erhält und wesentlich mehr Blätter bzw. Schaufeln hat?
Ich wäre auch für weitere anschauliche Abbildungen dankbar!
Bin selber 2003 auf einem Linienflug an der US-Ostküste in einem gesessen, das war ein Flugzeug mit 2 Propeller, bzw. vmtl. 2 Turboprop. Hatte ca. 20-30 Sitzplätze, iirc. Flugzeugtyp unbekannt. Es war ein Zubringer für einen Transatlantikflug.
Besonders in Erinnerung blieb mir der Flug primär, da der Flieger nicht wie bei schweren Maschinen beim Landen das Heck absenkt, sondern im Sturzflug runterging und erst wenige Meter überm Boden zum Aufsetzen hochzog. Es war ein Erlebnis ;)
Aber zum Thema: Wikipedia hast Du schon eingehend studiert?
Ja, im Grunde schon. Dank dem Rohr drumherum kann die Luft nicht von hinten wieder außen herum nach vorne strömen, daher kann man mit so einer Anordnung mehr Druck machen, wie mit einem offenen Propeller. Deswegen kann man auch ungestraft mehr Schaufeln einbauen, als es bei einem Propeller sinnvoll wäre.
Ein Propeller kann dennoch sparsamer sein, er muss dazu nur größer sein, als ein leistungsgleiches Mantelstromtriebwerk. Solche Riesenpropeller streifen dann beim landen leicht mal den boden b.z.w. man muss sie höher am Flugzeug anbringen, z.B. Motor in oder auf den Flügel. Hat alles seine Vor- und Nachteile.
Mantelstrom wird heute meist dem Propeller vorgezogen, wie die Dinger leiser sind (sowohl für die Insassen wie für die Flughafenanwohner) und man damit auch etwas schneller fliegen kann (die Grenze zur Schallgeschwindigkeit macht Ärger, beim Propeller eher als beim Mantelstromtriebwerk).
Einen sehr interessanten Propeller hat der Airbus A400M.
8-Blatt und gewaltiger Durchmesser, bei Google findet man sofort tolle Bilder.
Was spricht denn dagegen das Mantelstromtriebwerk genauso groß zu bauen wie ein Riesenpropeller, also knapp 6 Meter Durchmesser?
Die größten mir bekannten Propeller hat die Tupolew Tu-114 und Tu-95, das sind glaub ich ca. 5,6m Durchmesser der Propeller. Trotzdem schleifen die nicht am Boden, zumindest hab ich das auf den Videos noch nie gesehen, es braucht halt ein sehr hochbeiniges Fahrwerk.
Jetzt hab ich doch noch ein paar vielleicht dumme Fragen:
1) Welche Triebswerksart hatte die Concorde, ich nehme mal an kein Mantelstrom?
2) Die Tu-114/Tu-95 schaffte wohl rund 900 Km/h. Wäre es heutzutage praktisch auch möglich ein Turbopropflugzeug zu bauen, was im horizontalen Flug die Schallmauer durchbricht? Gäbe es akustische und anderweitige Unterschiede dabei gegenüber einem Flugzeug mit Strahltriebwerken?
So Krummsäbel als Blätter. Ja, das ist ein Zugeständnis an die nahe Schallgeschwindigkeit. Man kann der Schallmauer damit ein Schnippchen schlagen, bei den Flügeln hat man üblicherweise eine Pfeilung, bei Überschallflugzeugen ganz besonders.
Ein Druckstoß oder sowas, kann bei Überschall nicht mehr die Flügelvorderkante erreichen, weil die Druckwelle dann mit Überschall laufen müsste. Deswegen ist die Überschallaerodynamik so gravierend anders als im Unterschall. Wenn der Flügel angepfeilt ist, kann eine Druckwelle aber die Flügelvorderkante weiter außen am Flügel erreichen. Also doch die Flügelvorderkante. Ein Flügel verhält sich auch bei Überschall leidlich so wie bei Unterschall, wenn die Pfeilung des Flügels stärker ist, als der Winkel des Machschen Kegels.
Und das macht man bei Propellerflügeln auch so, man sorgt dafür dass deren Vorderkante schräg zur Bewegungsrichtung steht.
Nichts. Nur wozu? Der Mantelstromkrams nutzt ja nur, wenn man einen großen Druckunterschied zwischen vor und hinter dem Propeller erreichen will. Und auch, wenn die Blattspitzen Überschall laufen. Wollte man das jetzt auch noch bei so einem großen Durchmesser, hieße dass, das man ganz ordentlich viel Schub erzeugen will. Will man das?
Eben. Ich hab auch mal irgendwo von einem unbemannten Höhenaufklährer (Drohne für wissenschaftliche Zwecke oder auch anderes) gelesen (Name unbekannt): Das Ding wurde per katapult gestartet und es war regulär geplant, dass der Propeller bei der Landung kaputt geht. Verschleißteil...
Mantelstrom weiß ich nicht, glaube eher nicht. Aber die Concorde hatte Nachbrenner.
Denke schon.
Akustische, ja. Das Ding wäre barbarisch laut. Bei 5 Rotorblättern und 100 Umdrehungen pro Sekunde macht das 500 Überschallknalle pro Sekunde:-).
Auch das mag ein Vorteil von Fan-Triebwerken (also Propeller mit Rohr drumherum) sein, weiß nicht genau, ob die üblicherweise mit Überschallgeschwindigkeit laufen).
Am Wed, 19 Aug 2009 22:49:15 +0200 schrieb Roland Damm:
Der eigentliche Pfiff bei Mantelstromtriebwerken ist der Treibstoffverbrauch. Dazu müsste man etwas ausholen, aber, verkürzt ausgedrückt, gibt es bei einem Triebwerk zwei Wirkungsgrade, den thermischen und den Vortriebswirkungsgrad. Der thermische wird durch den Kreisprozess beeinflusst (und die Güte der Komponenten, natürlich), aber der springende Punkt ist hier der Vortriebswirkungsgrad. Der besagt, grob gesprochen, dass es um so effizienter ist, je weniger der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Ein- und Austrittsgeschwindigkeit der Luft beträgt. Im Idealfall sind beide Geschwindigkeiten gleich, dann beträgt der Vortriebswirkungsgrad 100% ...
... und der Schub beträgt Null. Das ist die Krux an der Sache, denn der Schub lebt von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Ein- und Austritt. Diese ist bei Turbofans wegen des erwünschten hohen Vortriebswirkungsgrades klein, aber dafür ist eben der Fan (der "Propeller" eines Mantelstromtriebwerkes) verhältnismässig gross. Oder man verzichtet eben deim Turbojet auf den Fan, die Geschwindigkeitsdifferenz ist gross, das Triebwerk schluckt, geht aber ab wie Schmit's Katze.
Die Dimensionierung eines Turbofans ist sehr knifflig, da es viele Restriktionen zu beachten gilt; so stellt etwa die Machzahl an der Fanspitze ein Limit dar, über dem der Wirkungsgrad des Fans (für den thermischen Wirkungsgrad, diesmal) schnell abknickt. Etwas Weiteres spricht noch gegen zu grosse Geschwindigkeitsdifferenzen: der Lärm nimmt exorbitant mit der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Austrittsstrahl und Umgebung zu. Daneben gibt es noch ca. 435 andere wichtige Punkte ...
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