Frage von OriginaI, 53

Strahltriebwerk | Genauer Antrieb?

Hi

Wie genau funktioniert jetzt der Antrieb eines Strahltriebwerks? Sind es die Rotorblätter am Ende, die wie ein Propeller funktionieren oder ist es die entzündete, ausgestossene Luft selber?

Wenn es ja die heiße, ausgestossene Luft ist, warum hat es dann noch Fans an der Hinterseite? Dekomprimieren sie die Luft?

Expertenantwort
von ramay1418, Community-Experte für Flugzeug, 22

Bei heutigen Strahltriebwerken liefert der Fan rund 3/4 des Schubs, nur der Rest kommt noch aus dem heißen Abgasstrahl. 

Es gibt auch Triebwerke mit einem "AFT-Fan", bei dem der Fan am hinteren Ende sitzt, aber Standard bei allen großen Verkehrsflugzeugen ist das Mantelstromtriebwerk mit der Reihenfolge 

Fan, Nieder- und Hochdruckverdichter, Brennkammer, Hoch- und Niederdruckturbine. 

Du meinst also sicher die Rotorblätter der Turbine. Nein, eine Turbine trägt nicht zum Schub bei, im Gegenteil: Sie entzieht dem Gasstrahl Energie zum Antrieb von Fan und Verdichter und über eine Getriebebox zum Antrieb der Zusatzgeräte wie Kraftstoff-, Öl- und Hydraulikpumpe und Generator. 

Schau mal hier rein (Rolls-Royce Trent 900 Engine): 

.rolls-royce.com/site-services/images/trent-900-infographic.aspx

oder beim DLR unter 

.dlr.de/next/desktopdefault.aspx/tabid-6627/10886_read-24695/

Kommentar von OriginaI ,

Und warum hat's am Ende der Brennkammer trotzdem Turbine? Die könnte man doch ganz leicht abmontieren und dann wäre ja der Schub noch grösser?

Kommentar von ramay1418 ,

Der heiße Gasstrahl trägt ja nicht mehr viel zum Vortrieb bei, aber die Turbine ist doch eine Wärmekraftmaschine zur Energieumwandlung. Daher nutzt man die heißt Luft, um Arbeit zu leisten, sprich, den Antrieb vom Verdichter und von den Zusatzgeräte zu gewährleisten. 

Falls Dich die Triebwerkstechnik näher interessiert, gibt es hier ein Buch von Rolls-Royce (ziemlich neu): 

The Jet Engine (Englisch) Taschenbuch – 14. August 2015
von Rolls Royce (Autor), Verlag: John Wiley & Sons Inc; Auflage: 5 Rev ed. Sprache: Englisch, Preis 62,60 €, ISBN-13: 978-1119065999

Antwort
von PeterKremsner, 26

Prinzipiell läuft es durch die heiße ausgestoßene Luft. Der Fan hinten ist dazu da, damit ein Teil der Verbrennungsenergie zum Verdichten der Luft im Verdichter genutzt werden kann und um eventuell noch einen Generator anzutreiben um Strom zu erzeugen.

Moderne Triebwerke sind aber meistens Mantelstromtriebwerke, da geht ein Teil des Schubs auf die vom ersten Fan eingsogene Luft zurück, so wie bei einem Propeller (in dem Fall eher Impeller)

Kommentar von OriginaI ,

Also werden die hintersten Fans eher dazu genutzt die grossen Schaufelräder ganz Vorne anzutreiben.

Kommentar von PeterKremsner ,

Ja.

Kommentar von OriginaI ,

Noch eine kurze Frage: Es gibt ja die älteren Einweg-Thrust-Reverser die eigentlich nur 2 Schaufeln sind, die den gesamten Abgas der Düse umleiten.

Warum wird heutzutage nur noch die Luft drum herum (Die, die am Rand ist und das Innere kühlt) abgelenkt, während der heiße Abgas weiterhin ausstrahlt? Würde man doch den gesamten Abgas umleiten statt nur diese Luft die als Mantelschicht benutzt wird, könnte doch ein Flugzeug viel schneller anhalten?

Kommentar von PeterKremsner ,

Das kann ich dir leider nicht sagen, aber ich vermute dass es dabei um die Kühlung des Triebwerks geht, oder es einfach andere Faktoren gibt, die die alte Methode ungeeignet machen.

Die heutigen Triebwerke haben ja auch bei gleicher Größe mehr Leistung als früher, da kann es durchaus dazu kommen dass sich bestimme Techniken die früher Stand der Technik waren, als ungeeignet erweisen.

Antwort
von DanielDewald, 21

Der Löwenanteil des Schubs kommt bei modernen Strahltriebwerken NICHT von der erhitzen Luft (innerer Kreislauf) sondern von den großen äußeren Schaufeln, Welche eine wesentlich größere Luftmasse bewegen. Der innere Kreislauf (mit Verdichtung und Verbrennung) dient hingegen größtenteils dem Antrieb des äußeren. Er liefert zwar auch etwas Schub, durch die energieabnahme zum selbstantrieb (wie du schon sagtest, es hat noch Schaufeln hinterm Abgasstrahl, womit die verdichterstufen vorne angetrieben werden) und dem Antrieb der äußeren Schaufeln, bleibt aber nicht mehr sehr viel Schub übrig. Dieser Typ Triebwerk wird auch Mantelstrom Triebwerk genannt (da der größte Teil des Schubs über den Mantelstrom erzeugt wird). Auf https://de.m.wikipedia.org/wiki/Strahltriebwerk gibt es hübsche Querschnitt wo man das Prinzip gut erkennt.

Kommentar von OriginaI ,

Also läuft der Fan ganz vorne NUR durch den Antrieb der Rotorblätter von hinten?

Kommentar von DanielDewald ,

Ja. Das ist auch die Krux von Jet Triebwerke. Denn sie können sich aus dem Stand heraus nicht selbst starten. Entweder benötigt man eine APU oder der Flughafen muss sogenannte bleed Air bzw. Elektrizität liefern. Dann wird das Triebwerk elektrisch oder mittels bleed Air auf seine Minimum Geschwindigkeit gebracht und dann gezündet. Würden alle Triebwerke in der Luft versagen gehts theoretisch auch ohne APU. Da der vordere und hintere Fan fest verbunden sind würde nämlich der vordere den hinteren durch den staudruck den das Flugzeug durch Bewegung erzeugt antreiben. 

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