Turbowelle - Turboshaft

Schematische Darstellung des Betriebs eines vereinfachten Turbowellenmotors. Die Kompressorspule ist grün und die freie / Leistungsspule ist violett dargestellt.

Ein Turbowellentriebwerk ist eine Form von Gasturbine , die darauf optimiert ist, Wellenleistung statt Strahlschub zu erzeugen . Im Konzept sind Turbowellentriebwerke Turbojets sehr ähnlich , mit zusätzlicher Turbinenexpansion, um dem Abgas Wärmeenergie zu entziehen und in Ausgangswellenleistung umzuwandeln. Sie sind Turboprops noch ähnlicher , mit nur geringen Unterschieden, und ein einziger Motor wird oft in beiden Formen verkauft.

Turbowellenmotoren werden häufig in Anwendungen verwendet, die eine anhaltend hohe Leistungsabgabe, hohe Zuverlässigkeit, geringe Größe und geringes Gewicht erfordern. Dazu gehören Hubschrauber , Hilfsaggregate , Boote und Schiffe , Panzer , Luftkissenfahrzeuge und stationäre Geräte.

Überblick

Ein Turbowellenmotor kann aus zwei Hauptbaugruppen bestehen: dem „Gasgenerator“ und dem „Leistungsteil“. Der Gasgenerator besteht aus dem Kompressor , Verbrennungskammern mit Zündern und Brennstoffdüse , und einem oder mehr Stufen der Turbine . Der Leistungsteil besteht aus zusätzlichen Turbinenstufen, einem Untersetzungssystem und dem Wellenabtrieb. Der Gasgenerator erzeugt die heißen expandierenden Gase zum Antrieb des Leistungsteils. Je nach Ausführung kann das Motorzubehör entweder vom Gasgenerator oder vom Leistungsteil angetrieben werden.

Bei den meisten Konstruktionen sind Gasgenerator und Leistungsteil mechanisch getrennt, sodass sie jeweils mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten entsprechend den Bedingungen rotieren können, was als „ Freileistungsturbine “ bezeichnet wird. Eine Freilaufturbine kann ein äußerst nützliches Konstruktionsmerkmal für Fahrzeuge sein, da sie es ermöglicht, das Gewicht und die Kosten komplexer Getriebe und Kupplungen mit mehreren Übersetzungen zu vermeiden .

Ein ungewöhnliches Beispiel für das Turboshaft-Prinzip ist das Pratt & Whitney F135- PW-600 Turbofan- Triebwerk für den STOVL F-35B – im konventionellen Modus arbeitet es als Turbofan, aber beim Antreiben des LiftFan schaltet es teilweise in den Turboshaft-Modus um 29.000 . zu senden PS nach vorne durch eine Welle und teilweise in den Turbofan-Modus, um weiterhin Schub an den Fan und die Heckdüse des Haupttriebwerks zu senden.

Große Hubschrauber verwenden zwei oder drei Turbowellenmotoren. Die Mil Mi-26 verwendet zwei Lotarev D-136 mit jeweils 11.400 PS, während der Sikorsky CH-53E Super Stallion drei General Electric T64 mit jeweils 4.380 PS verwendet.

Austin 250 PS Gasturbine, geteilt

Geschichte

Das erste für einen Schützenpanzer in Betracht gezogene Gasturbinentriebwerk, der auf dem Turbojet BMW 003 basierende GT 101 , wurde Mitte 1944 im Panther-Panzer getestet . Der erste Turbowellenmotor für Drehflügler wurde von der französischen Motorenfirma Turbomeca unter der Leitung ihres Gründers Joseph Szydlowski gebaut . 1948 bauten sie das erste Turbinentriebwerk französischer Konstruktion, das 100-shp 782. Ursprünglich als Hilfstriebwerk konzipiert , wurde es bald an den Flugzeugantrieb angepasst und fand in den 1950er Jahren als Triebwerk für Hubschrauber mit Turbowellenantrieb eine Nische . 1950 nutzte Turbomeca seine Arbeit aus dem 782, um den größeren 280-PS- Artouste zu entwickeln , der auf der Aérospatiale Alouette II und anderen Hubschraubern weit verbreitet war . Dies geschah nach dem experimentellen Einbau einer Boeing T50- Turbowelle in ein Beispiel des Kaman K-225- Synchropters am 11. Dezember 1951 als weltweit erster fliegender Hubschrauber mit Turbowellenantrieb. Der T-80- Panzer, der 1976 bei der sowjetischen Armee in Dienst gestellt wurde, war der erste Panzer, der eine Gasturbine als Hauptantrieb verwendete. Seit 1980 betreibt die US-Armee den Panzer M1 Abrams , der auch über ein Gasturbinentriebwerk verfügt. (Die meisten Panzer verwenden Hubkolben-Diesel-Kolbenmotoren.) Der schwedische Stridsvagn 103 war der erste Panzer, der eine Gasturbine als sekundären Hochleistungs-"Sprint"-Motor einsetzte, um die Leistung seines primären Kolbenmotors zu steigern. Die in all diesen Tanks verwendeten Turbowellenmotoren haben deutlich weniger Teile als die Kolbenmotoren, die sie ersetzen oder ergänzen, sind mechanisch sehr zuverlässig, erzeugen ein reduziertes Außengeräusch und werden mit praktisch jedem Kraftstoff betrieben: Benzin (Benzin), Dieselkraftstoff und Flugbenzin.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Warwick, Graham. " F-35B - The STOVL Challenges Archived 2014-04-13 at the Wayback Machine " Aviation Week & Space Technology , 09. Dezember 2011. Zugriff: 10. April 2014.
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Externe Links