Treibwerk im überschallbereich

[Lx11]

Es gibt ja keine Treibwerke die im Supersonicbereich arbeiten können.Wiso nicht,was würde Passieren?Kampfflugzeuge arbeiten ja mit dem Convergent-Divergent Prinzip,die geschwindigkeit vor dem Kompressor ist dann ja wieder im Subsonic bereich.

[Lx11]

Sorry hab die Signatur vergessen

[Volume]

Hi Lx11,

 

Mal ein klein wenig Gasdynamik :

Eine Überschallströmung kann nicht kontinuierlich umgelenkt werden, sprich es gibt keine gebogenen Stromlinien im Überschall. Vielmehr kann man sie nur mittels Stößen knicken. Diese Stöße verursachen aber immer eine Entropieerhöhung (also eine Energieverschwendung), je stärker der Stoß desto schlimmer. Man kann Profile oder Triebwerseinläufe für je eine Mach-Zahl so optimieren, das die Stöße möglichst schwach ausfallen, und der Wirkungsgrad gut ist. Mit verstellbaren Rampen oder verschiebbaren Kegeln kann man Triebwerkseinläufe in gewissen Bereichen an die Mach-Zahl anpassen, so daß sie relativ gut funktionieren.

 

Will man jedoch einen Überschall-Verdichter konstruieren, in dem die Strömung in jeder Verdichterstufe zweimal sehr stark umgelenkt wird, dann funktioniert das nur genau bei einer Mach-Zahl, also bei einer Triebwerksdrehzahl, Fluggeschwindigkeit, Luftdichte und Triebwerksleistung. Weicht man vom Auslegungspunkt ab, wird der Wirkungsgrad so viel schlechter, daß es nicht mehr lohnt. Außerdem wird der Leistungsbedarf sowohl bei Drehzahlerhöhung (das wäre normal) als auch bei Verringerung größer, damit wäre der Verdichter unterhalb der Auslegungsdrehzahl instabil, man müßte mit viel Aufwand daran rumregeln.

 

Verbrennungen im Überschall sind auch so ein Thema, es geht, aber es ist wohl richtig high-Tech. Vor ein paar Jahren wurde es noch für unmöglich gehalten. Daher wäre die Brennkammerauslegung das nächste große Problem.

 

Eine Überschallturbine wäre wohl noch am ehesten machbar.

 

Daher wird bis heute im Einlauf die anströmende Luft auf Unterschall runtergebremst, und erst in der Schubdüse (hinter dem Nachbrenner, falls vorhanden) wieder auf Überschall beschleunigt. Das Triebwerk arbeitet im Unterschall.

Seit die Computertechnik etwas weiter ist gelingt inzwischen die Auslegung von Transsonischen Verdichtern, d.h. von Verdichtern bei denen auf der konvexen Seite der Schaufeln lokal Überschallströmung herrscht. Zwischen den einzelnen Verdichterstufen strömt die Luft aber rein im Unterschall.

 

Vielleicht erleben wir noch mal irgendwann das Überschalltriebwerk, mit geregelten Piezokristallschaufeln die ihre Wölbung anpassen können oder so ein Kram. Wer hätte zu Zeiten der Mondlandung je gedacht, daß man eines Tages Speicherchips bauen können würde, die 512 MB auf wenigen Quadratmillimetern speichern ???

 

Gruß Ralf

[St-Exupéry]

Hallo Ralf,

 

Du hast ein komplexes Thema in wenigen Zeilen verständlich erklärt und bei mir die Faszination für diese Zusammenhänge geweckt. Vielen Dank dafür! Ich frage mich nun, ist das ATPL-Stoff oder setzten sich ausschliesslich Piloten damit auseinander, deren Fluggerät an den Ueberschallbereich (oder darüber) stösst? Also primär Militärluftfahrt?

 

Gruss Reto

[Lx11]

Danke für die Umfassende Antwort :p