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Turbojet Motor |
Glenn
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Die meisten modernen Passagier- und Militärflugzeuge werden von Gasturbinentriebwerken angetrieben, die auch als Strahltriebwerke bezeichnet werden. Die erste und einfachste Art von Gasturbine ist das Turbojet. Wie funktioniert ein Turbotriebwerk?
Auf dieser Folie wird eine Computeranimation eines Turbotriebwerks gezeigt, dessen Bestandteile auf anderen Folien beschrieben werden. Hier geht es darum, was mit der Luft passiert, die durch das Triebwerk strömt. Große Mengen an Umgebungsluft werden kontinuierlich in den Einlass des Triebwerks geleitet (in England nennt man diesen Teil Einlass, was wahrscheinlich eine genauere Beschreibung ist, da der Kompressor die Luft in das Triebwerk zieht). Wir haben hier einen röhrenförmigen Einlass gezeigt, wie man ihn bei einem Verkehrsflugzeug sehen würde. Einlässe gibt es jedoch in vielen Formen und Größen, je nach Einsatzzweck des Flugzeugs. An der Rückseite des Einlasses tritt die Luft in den Kompressor ein, der wie viele Reihen von Tragflächen wirkt, wobei jede Reihe einen kleinen Drucksprung erzeugt. Ein Kompressor ist wie ein elektrischer Ventilator. Wir müssen Energie zuführen, um den Kompressor zu drehen. Am Ausgang des Kompressors steht die Luft unter einem viel höheren Druck als im freien Strom. Im Brenner wird eine kleine Menge Kraftstoff mit der Luft vermischt und gezündet. (In einem untypischen Düsentriebwerk werden 100 Pfund Luft/Sekunde mit nur 2 Pfund Kraftstoff/Sekunde kombiniert. Der größte Teil der heißen Abgase stammt aus der Umgebungsluft.) Nach dem Verlassen des Brenners werden die heißen Abgase durch die Turbine geleitet, die wie eine Windmühle funktioniert. Anstatt Energie zum Drehen der Schaufeln zu benötigen, um die Luft zum Strömen zu bringen, entnimmt die Turbine Energie aus einem Gasstrom, indem sie die Schaufeln in der Strömung dreht. In einem Düsentriebwerk wird die von der Turbine gewonnene Energie zum Antrieb des Verdichters verwendet, indem der Verdichter und die Turbine über eine zentrale Welle miteinander verbunden werden. Die Turbine entzieht dem heißen Abgas einen Teil der Energie, aber es bleibt genug Energie übrig, um dem Düsentriebwerk Schub zu verleihen, indem die Geschwindigkeit durch die Düse erhöht wird.Da die Austrittsgeschwindigkeit größer ist als die Geschwindigkeit des freien Stroms, wird Schub erzeugt, wie in der Schubgleichung beschrieben.Bei einem Düsentriebwerk ist der Austrittsmassenstrom fast gleich dem Massenstrom des freien Stroms, da dem Strom nur sehr wenig Treibstoff hinzugefügt wird.
Die Schubgleichung für ein Turbotriebwerk ist auf einer separaten Folie angegeben.
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