Luftfahrtantriebe

 Wie ist das Verdichtungsverhältnis ( ohne die im Einlauf erfolgende Verdichtung) eines Turboflugtriebwerks bei unterschiedlichen Flugmachzahlen und festgehaltener Turbineneintrittstemperatur zu wählen, wenn  höchster Gesamtwirkungsgrad angestrebt wird? Wie verhalten sich die mit einem Staustrahltriebwerk bei unterschiedlichen Flugmachzahlen erreichbaren Gesamtwirkungsgrade? Erklären Sie die Zusammenhänge.

Erläutern Sie den Unterschied zwischen dem idealen Gasturbinenprozess (JouleProzess) und dem wirklichen triebwerksprozess?

 Welche Gütewerte werden für die Triebwerksbrennkammer verwendet und welche Zahlenwerte werden dafür erreicht (orientierend)?

Wie wirkt sich steigende Turbineneintrittstemperatur aus?

• auf Gasturbinenwirkungsgrad n_GT
• auf den Gesamtwirkungsgrad n_ges eines Triebwerks?

Erläutern Sie die Zusammenhänge.

 Beim Nachbrennertriebwerk werden zwei Verbrennungsräume verwendet.

• Wasist der Grund dafür?
• Welchen Einfluss hat der Einsatz eines Nachbrenners für die Schubdüse?
• Unter welchen Bedingungen wird mit Nachverbrennung ein gpnstiger Gesamtwirkungsgrad erreicht?
• Inwiefern ist der Einsatz der Nachverbrennung bei Zweikreistriebwerken sinnvoll?

Warum wird bei der Durchströmung eines Gleichdruckturbinenlaufrades die Strömungsgeschwindigkeit im Absolutsystem auch ohne Reibung kleiner?

Skizzieren Sie die Profilschnitte durch ein

• Beschleunigungsgitter
• Gleichdruckgitter
• Verzögerungsgitter

Erklären Sie warum bei Überdruck-Axialverdichtern das Fluid in Richtung des steigenden Druckes strömt.

Warum werden Schubdüsen häufig auch bei überkritischem Druckverhältnis als konvergente Schubdüse ausgeführt?

Was kennzeichnet die früher hergestellten Ulaufmotoren? Was war bei diesen Motoren vorteilhaft?

Was kennzeichnet die früher hergestellten Ulaufmotoren? Was war bei diesen Motoren vorteilhaft?

Wodurch unterscheiden sich triebwerksschub und installierter Schub?

Was ist das Ziel bei der definition des Triebwerksschubes?

Beschreiben sie den Vergleichsprozess für den Polytropen Turbinenwirkungsgrad. 

Skizzieren Sie das Schaltschema eines Zweiwellen-Propellerturbinentriebwerks.

Was ist beim Dreiwellen-Zweikreistriebwerk im Vergleich mit dem Zweiwellen-Zweikreistrieberk mit drei Verdichtern vorteilhaft?

Bei einer vierstufigen Überdrukturbine wird die strömung in jedem Gitter beschleunigt; trotzdem ist die Autrittsgeschwindigkeit aus dem letzten Gitter vergleichsweise niedrig. Wie ist das zu erklären?

Zeichnen Sie die Abwicklung der Gitter ( Profile) sowie die Geschwindigkeitsdreiecke für  eine Repetier-Verdichterstufe mit symetrischer beschaufelung und 50% Reaktion (c_ax=const).

Mit welchenZylinderanordungen wurden die früher hergestellten Kolbenflugmotoren mit großer Leistung ausgeführt.

Welche vereinfachende Annahme liegen der Beziehung für den Vortriebswirkungsgrad n_vor = 2/ (c_s/c_0+1)  zugrunde?

Leiten Sie die Beziehung für n_vor her.

 Beschreiben Sie den vergleichsprozess dür den polytropen verdichterwirkungsgrad. Inwiefern eignet sich der polytrope Vergleichsprozess besser als der isentrope? Welcher der beiden Vergleichsprozesse liefert den größeren Verdichterwirkungsgrad? Begründen sie Ihre Aussage.

 Erläutern Sie den Begriff Vortriebsleistung

 Erläutern Sie den Begriff Strahlleistung

 Erläutern Sie den Begriff Vortriebswirkungsgrad.

1) Skizzieren Sie den Triebwerksprozess bei festgehaltener Umgebungstemperatur und trubineneintrittstemperatur den verlauf

• der spezifischen Kompressionsarbeit a_K
• der spezifischen Espansionsarbeit a_E
• der spezifischen Nutzarbeit a_GT
• der in der Brennkammer zuzuführenden spezifischen Wärme q*
• des Prozesswirkungsgrades n_GT

über dem Kompressionsverhältnis pi_K, jeweils für verlustbehaftete  Komponenten.

2) Wie ist die Nutzarbeit bestimmt?
Zeichnen Sie in das obere Diagramm für ein Kompressionsdruckverhältnis die Nutzarbeit als Strecke ein.
Stellen Sie die Lage der Optimalpunkte deutlich dar und erklären Sie die unterschiedliche Lage.Erklären Sie den unterschiedlichen Verlauf bei den beiden Maschinenarten.
 

1. Wie lautet gemäß der Schubdefinition die Formel für den Triebwerksschub eines Einkreistriebwerks bei m_5 # m_0 und p_5 # p_0?
2. Warum unterscheidet sich der nach dieser Formel berechnete Schub von der Kraft, die von einer Triebwerksgondel auf die Zelle übertragen wird (installierter Schub)?
3. Welche Kräfte müssen berücksichtigt werden, um aus dem Triebwerksschub den installierten Schub zu berechnen (Formel)?

Skizzieren Sie im T,s-Diagramm für den Flugfall den wirklichen prozessverlauf (totale Zustände und Zustände, 0 5_a und 5_l) eines Zweikreistriebwerks ohne Strahlmischung bei p_5a = p_5i = p_0.

Zeichnen Sie einen vereinfachten Schnitt durch eine triebwerksbrennkammer. erläutern Sie die UAfgabe der Einzelnen Abschnitte.

 Die Skizze zeigt die Abwicklung der Gitter ( Profile) eines Turbomaschinen-Laufrades.

• Um welche Turbomaschine handelt es sich?
• Fügen Sie ein passendes leitrad hinzu.
• Tragen Sie die ebenenbezeichungen ein.
• Zeichnen Sie die dazugehörigen Geschwindigkeitsdreiecke für C_ax = const. (Vektoren undWinkel)

 Skittieren Sie das Schema eines Zweiwellen-Zweikreistriebwerks mit drei Verdichtern ohne Strahlmischung. Bezeichnen Sie die Komponenten.

1.  Skizzieren Sie in einem h,s-Diagramm (t,s-Diagramm) die Zustandsänderung für einen verlustbehafteten triebwerkseinlauf (statische und totale Zustandspunkte)
2. Stellen Sie die kinetischen Energien des Fluids dar.
3. Mit welcher Größe kann die Güte eines Einlaufes für unterschiedliche Betriebsfälle zweckmässig betrieben werden?

Skizzieren und erläutern sie für eine konvergente schubdüse den Verlauf von c_s, p_s und T_s abhängig von p_t,s bei konstantem p_0 und T_t,s.

 Ein Triebwerk wird mit skizzierter  Versuchanordnung auf einem Bodenprüfstand erprobt.

Berechnen Sie den Bruttoschub F_S und die Schubdüsenaustrittsgeschwindigkeit c_S

Es ist gegeben:

• m_1 = 50 kg/s
• m_s = 50.5 kg/s
• p_o = 0,960 bar
• A_1 = 0,250 m²
• ^{A_s = 0,138 m²}
• F_M = 19973 N
• p_1 = 0,725 bar
• p_s = 1,2805 bar
• c_1 = 210,5 m/s

Welches Triebwerk wurde beim ersten erfolgreichen Flug mit einem Turboluftstrahltriebwerk eingesetzt?

Wer war maßgeblich an der Entwicklung des Triebwerks beteiligt?

 Was ist gemeinsam, was ist unterschiedlich beim thermodynamischen Prozess und dessen Durchführung beim TL-Triebwerk im Flug und beim Staustrahltriebwerk?

 Erläutern Sie, weshalb zur Erzeugung roßer Druckverhältnisse mehrwellige Verdichtung eingesetzt wird.

 Skizzieren Sie das Schema eines Drweiwellen-Zweistrahltriebwerks ohne Strahlmischung. Bezwichnen Sie die Komponenten.

Skizzieren Sie den Triebwerksprozess bei festgehaltener Umgebungstemperatur den Verlauf

• der spezifischen Kompressionsarbeit a_K
• der spezifischen Espansionsarbeit a_E
• der spezifischen Nutzarbeit a_GT
• der in der Brennkammer zuzuführenden spezifischen Wärme q*
• des Prozesswirkungsgrades n_GT

über dem Kompressionsverhältnis pi_K, jeweils für zwei unterschiedliche Turbineneintrittstemperaturen.

Skizzieren Sie den Triebwerksprozess bei festgehaltener Umgebungstemperatur die Verläufe

• des Prozesswirkungsgrades n_GT
• des Vortriebswirkungsgrades n_vor
• des gGesamtwirkungsgrades_ ges

über dem Kompressionsverhältnis pi_K, jeweils für ein TL- und ein ZTL-Triebwerk.

2) Wie ist die Nutzarbeit bestimmt?
Zeichnen Sie in das obere Diagramm für ein Kompressionsdruckverhältnis die Nutzarbeit als Strecke ein.
Stellen Sie die Lage der Optimalpunkte deutlich dar und erklären Sie die unterschiedliche Lage.Erklären Sie den unterschiedlichen Verlauf bei den beiden Maschinenarten.
 

 Skizzieren Sie ein h,s-Diagramm mit statischen zustandspunkten in den Ebenen 0,1 und 2 für eine Turbinenstufe mit Verlusten in Leit- und Laufrad

• bei gleichem Druck p_1 = p_2
• bei kinematischem reaktionsgrad omega_K = o