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AFH 16.3 Düsentriebwerk Grundlagen

Ein Strahltriebwerk ist eine Gasturbine mit grundlegendem Betriebszyklus; Das heißt, Induktion, Kompression, Verbrennung, Expansion und Abgas. Die Luft strömt durch den Ansaugbereich und tritt in den Kompressorabschnitt ein, der aus einer Reihe von Lüfterblättern oder „Bühnen“ besteht. Die erste Stufe, die von der Vorderseite des Motors aus sichtbar ist, ist der größte Durchmesser und hat die größten Klingen. Jede nachfolgende Stufe enthält kleinere Durchmesser und dünnere Flügel mit zunehmender Steigung. Die Kompression in jeder Stufe erhöht die Lufttemperatur und den Druck. Die Hochdruck-Heißluft tritt in die Brennkammer ein, wo Kraftstoff zugegeben wird. Während des Motorstarts setzen Zünder das Kraftstoff-Luftgemisch in Brand, danach ist das Feuer selbsttragend. Die sich schnell ausdehnende Luft strömt zum Turbinenabschnitt, der wie der Verdichterabschnitt aus einer Reihe von Lüfterschaufelstufen besteht. Der Turbinenabschnitt entzieht dem Luftstrom einen Teil der verfügbaren Energie, um eine Welle zu drehen, die den Kompressor antreibt. Die verbleibende Energie bewirkt eine schnelle Luftausdehnung in der Düse des Endrohrs, beschleunigt das Gas auf eine hohe Geschwindigkeit und erzeugt einen Schub. [Figure 16-1]

Figure 16-1. Basic turbojet engine.
Abbildung 16-1. Grundlegender Turbostrahltriebwerk.

Das große Design eines Turbofan-Motors, eines Kanalventilators, leitet einen Teil der Luft um den Motorkern ab. Diese kühlere Bypassluft erzeugt einen Teil des Schubs. Die Luftmenge, die den Kern umgeht, im Vergleich zu der für die Verbrennung komprimierten Menge bestimmt das Bypass-Verhältnis eines Turbofans. Bei einem Turbofan-Motor teilen sich die Kompressor- und Turbinenabschnitte in Unterabschnitte. Jeder Unterabschnitt im Turbinenabschnitt ist über eine Splitspulenwelle mit einem bestimmten Teilabschnitt des Verdichterabschnitts verbunden. [Figure 16-2]

Figure 16-2. Turbofan engine.
Abbildung 16-2. Turbofan-Motor.

In den Motor für den Gasgenerator angesaugte Luft wird weiter komprimiert und bildet den Kernluftstrom. Während ein Turbostrahltriebwerk die Leistung des gesamten Gasgenerators verwendet, um einen Schub in Form eines Abgasstrahls mit hoher Geschwindigkeit zu erzeugen, erzeugt die niedrigere Geschwindigkeit und der kühlere Bypassluft einen Teil des Schubs, der von einem Turbofan-Motor erzeugt wird.

Das Design des Turbofan-Motors erhöht den Schub des Strahltriebwerks, insbesondere bei niedrigeren Geschwindigkeiten und Höhen. Obwohl der Turbofan-Motor in höheren Lagen weniger effizient ist, erhöht er die Beschleunigung, verringert die Startrolle, verbessert die anfängliche Steigleistung und hat häufig den Effekt, dass der Kraftstoffverbrauch sinkt.

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