Axialverdichter - wissenschaft.de
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Allgemein

Axialverdichter

Axialverdichter

komprimieren die Luft durch mehrere Sätze sternförmig angeordneter Schaufeln, die entlang der Triebwerksachse angebracht sind. Sie wurden bereits in den ersten in Deutschland gefertigten Serientriebwerken von BMW und Junkers verwendet und sind inzwischen allgemein gebräuchlich.

CLEAN

Die Buchstaben stehen für „Component Validator für Environmentally-Friendly Aero-Engine“. Mit diesem Projekt wies der Turbinenhersteller MTU die Machbarkeit eines rekuperativen Triebwerks oder Wärmetauscher-Triebwerks nach.

Rekuperatives Triebwerk

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Düsentriebwerk mit Wärmetauscher im Abgasstrahl: Der Wärmetauscher leitet Hitze zurück ins Triebwerk. Mit ihr wird in die Brennkammer fließende Luft vorgewärmt, sodass in der Brennkammer selbst weniger Kerosin verbraucht werden muss. Zusätzlich ist vor dem Verdichter ein Zwischenkühler erforderlich, der verhindert, dass der Verdichter sich überhitzt. Der Wirkungsgrad eines rekuperativen Triebwerks ist deutlich höher als der einer konventionellen Düsenturbine.

Radialverdichter

Radialverdichter nutzen die Zentrifugalkraft und leiten die Luft nach außen an die Gehäusewand. Von dort strömt sie weiter in die Brennkammer. Die ersten Radialverdichter hatten den Vorteil, auf die Verdichter von Kolbenmotoren aufzubauen – und damit eine erprobte Technik nutzen zu können. Sie sind robust und leicht zu bauen, doch sie sind auch groß und nicht besonders leistungsfähig. Daher gab man ihren Einsatz in den Sechzigerjahren auf.

Turbinenschaufel

Eines der wichtigsten Bauteile eines Düsentriebwerks: Die Schaufeln sitzen auf Ringkränzen im Verdichter, zum einen in der Turbine und zum anderen vorne im Fan. Man unterscheidet zwischen beweglichen oder Rotorschaufeln und fest eingebauten oder Statorschaufeln. Statorschaufeln stecken im Verdichter. Turbinenschaufeln bestehen aus sehr widerstandsfähigen Metalllegierungen und haben in ihrem Inneren dünne Kanäle, in denen Kühlluft zirkuliert. Ihre Herstellung erfordert bis zu 50 Arbeitsgänge. Auf dieses Bauteil wirken während des Betriebs Zentrifugalkräfte, die einer Last von mehreren Tonnen entsprechen.

Nebenstromverhältnis

Dieser Zahlenwert gibt das Verhältnis zwischen dem heißen Luftstrom aus der Turbine und dem kalten Luftstrom aus dem Fan an. Heutige Triebwerke haben ein Nebenstromverhältnis von 1 : 6 bis 1 : 7. Entwickler zielen auf ein Verhältnis von 1 : 10 bis 1 : 12.

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