Ein Turbo-Prop-Triebwerk ist ein Typ des Turbinenmotors, der einen Propeller mit einem Untersetzungsgetriebe steuert.

Die Gasturbine wird spezifisch für diese Anwendung mit fast ganzer seiner Produktion entworfen, die wird pflegt, den Propeller zu steuern. Die Abgase des Motors enthalten wenig Energie im Vergleich zu einem Düsenantrieb und spielen nur eine geringe Rolle im Antrieb des Flugzeuges.

Der Propeller wird mit der Turbine durch ein Untersetzungsgetriebe verbunden, das den hohen RPM, die niedrige Drehmoment-Produktion zu niedrigem RPM, hohem Drehmoment umwandelt. Der Propeller selbst ist normalerweise eine unveränderliche Geschwindigkeit (variabler Wurf) Typ, der dem ähnlich ist, das mit größeren sich revanchierenden Flugzeugsmotoren verwendet ist.

Turbo-Prop-Triebwerke werden allgemein auf dem kleinen Unterschallflugzeug verwendet, aber einige mit Turbo-Prop-Triebwerken ausgerüstete Flugzeuge haben Dauergeschwindigkeiten über 500 kt (926 kph, 575 Meilen pro Stunde). Große militärische und bürgerliche Flugzeuge, wie der Lockheed L-188 Electra und der Tupolev Tu-95, haben auch Turbo-Prop-Macht verwendet. Der Airbus-A400M wird durch vier Eurostütze TP400 Motoren angetrieben, die die dritten stärksten Turbo-Prop-Triebwerke jemals erzeugt, nach dem Kuznetsov NK-12 und Fortschritt D-27 sind.

In seiner einfachsten Form besteht ein Turbo-Prop-Triebwerk aus einer Aufnahme, Kompressor, combustor, Turbine und einer Antreiben-Schnauze. Luft wird in die Aufnahme gezogen und durch den Kompressor zusammengepresst. Brennstoff wird dann zur Druckluft im combustor, wo die Kraftstoffluft-Mischung dann combusts hinzugefügt. Das heiße Verbrennen-Benzin breitet sich durch die Turbine aus. Etwas von der durch die Turbine erzeugten Macht wird verwendet, um den Kompressor zu steuern. Der Rest wird durch die Verminderung übersandt, die auf den Propeller einstellt. Die weitere Vergrößerung des Benzins kommt in der Antreiben-Schnauze vor, wo das Benzin zum atmosphärischen Druck ausströmt. Die Antreiben-Schnauze stellt ein relativ kleines Verhältnis des durch ein Turbo-Prop-Triebwerk erzeugten Stoßes zur Verfügung.

Turbo-Prop-Triebwerke sind mit Fluggeschwindigkeiten unter 450 Meilen pro Stunde sehr effizient (390 Knoten; 725 km/hr), weil die Strahlgeschwindigkeit des Propellers (und Auslassventil) relativ niedrig ist. Wegen des hohen Preises von Turbo-Prop-Triebwerken werden sie größtenteils verwendet, wo Hochleistungskurzes Take-Off und (STOL) Fähigkeit und Leistungsfähigkeit mit bescheidenen Fluggeschwindigkeiten landend, erforderlich ist. Die allgemeinste Anwendung von Turbo-Prop-Triebwerken in der Zivilluftfahrt ist im kleinen Zubringerflugzeug, wo ihre größere Zuverlässigkeit als sich revanchierende Motoren ihre höheren anfänglichen Kosten ausgleicht. Turbo-Prop-Verkehrsflugzeuge bedienen jetzt an der Nähe dieselbe Geschwindigkeit wie kleines turbofan-angetriebenes Flugzeug, aber verbrennen zwei Drittel des Brennstoffs pro Passagier. Jedoch im Vergleich zu einem Turbojet (der an der hohen Höhe für die erhöhte Geschwindigkeit und den Kraftstoffverbrauch fliegen kann) hat ein Propeller-Flugzeug eine viel niedrigere Decke. Turbo-Prop-angetriebene Flugzeuge sind populär für Strauch-Flugzeuge wie der Cessna Wohnwagen und die Suche Kodiak geworden, weil Strahlbrennstoff leichter ist, in entfernten Gebieten vorzuherrschen, als Flugrang-Benzin (avgas) ist.

Technologische Aspekte

Viel vom Strahlstoß in einem Turbo-Prop-Triebwerk wird für die Welle-Macht geopfert, die durch das Extrahieren der zusätzlichen Macht (bis dazu notwendig erhalten wird, um den Kompressor zu steuern), von der Turbinenvergrößerung. Während die Macht-Turbine mit der Gasgenerator-Abteilung integriert sein kann, zeigen viele Turbo-Prop-Triebwerke heute eine freie Macht-Turbine auf einer getrennten koaxialen Welle. Das ermöglicht dem Propeller, frei, unabhängig der Kompressor-Geschwindigkeit zu rotieren. Infolge der zusätzlichen Vergrößerung im Turbinensystem ist die restliche Energie im Auspuffstrahl niedrig. Folglich erzeugt das Auspuffstrahl (normalerweise) weniger als 10 % des Gesamtstoßes.

Propeller sind nicht effizient, wenn die Tipps erreichen oder Überschallgeschwindigkeiten überschreiten. Deshalb wird ein Verminderungsgetriebe in die Laufwerk-Linie zwischen der Macht-Turbine und dem Propeller gelegt, um der Turbine zu erlauben, mit seiner effizientesten Geschwindigkeit zu funktionieren, während der Propeller mit seiner effizientesten Geschwindigkeit funktioniert. Das Getriebe ist ein Teil des Motors und enthält die Teile, die notwendig sind, um einen unveränderlichen Geschwindigkeitspropeller zu bedienen. Das unterscheidet sich von den turboshaft in Hubschraubern verwendeten Motoren, wo das Getriebe vom Motor entfernt ist.

Der restliche Stoß auf einem turboshaft wird durch die weitere Vergrößerung im Turbinensystem und/oder das Beschneiden und das Drehen des Auslassventils 180 Grade vermieden, um zwei gegenüberliegende Strahlen zu erzeugen. Abgesondert vom obengenannten gibt es sehr wenig Unterschied zwischen einem Turbo-Prop-Triebwerk und einem turboshaft.

Während der grösste Teil modernen Turbojets und turbofan Motoren Kompressoren des axialen Flusses verwenden, enthalten Turbo-Prop-Triebwerke gewöhnlich mindestens eine Bühne der Schleuderkompression. Schleuderkompressoren sind im Vorteil, einfach und auf Kosten einer stromlinienförmigen Gestalt leicht zu sein.

Propeller verlieren Leistungsfähigkeit, als Flugzeugsgeschwindigkeit zunimmt, so werden Turbo-Prop-Triebwerke normalerweise auf dem Hochleistungsflugzeug nicht verwendet. Jedoch, propfan Motoren, die Turbo-Prop-Triebwerken sehr ähnlich sind, kann mit Fluggeschwindigkeiten eine Kreuzfahrt machen, die sich Mach 0.75 nähern. Um die Leistungsfähigkeit der Propeller zu vergrößern, kann ein Mechanismus verwendet werden, um den Wurf zu verändern, so den Wurf der Eigengeschwindigkeit anpassend. Ein variabler Wurf-Propeller, auch genannt einen kontrollierbaren Wurf-Propeller, kann auch verwendet werden, um negativen Stoß zu erzeugen, während man sich auf der Startbahn verlangsamt. Zusätzlich, im Falle eines Motorausfalls, kann der Wurf einem Vaning-Wurf (genannt angepasst werden mit Federn zu versehen), so die Schinderei des nichtfungierenden Propellers minimierend.

Einige kommerzielle Flugzeuge mit Turbo-Prop-Triebwerken schließen die Artillerieunteroffizier-Spur 8, ATR 42, ATR 72, BAe Jetstream 31, Embraer EMB 120 Brasilia, Fairchild Swearingen Metroliner, Saab 340 und 2000, Xian MA60, Xian MA600 und Xian MA700 ein.

Geschichte

Alan Arnold Griffith hatte eine Zeitung auf dem Turbinendesign 1926 veröffentlicht. Die nachfolgende Arbeit bei der Königlichen Flugzeugserrichtung hat axiale Turbinendesigns untersucht, die verwendet werden konnten, um Macht zu einer Welle und darauf einem Propeller zu liefern. Von 1929, Offenherzig Schnitzen hat Arbeit an Schleuderturbinendesigns begonnen, die reinen Strahlstoß liefern würden.

György Jendrassik hat eine Turbo-Prop-Idee 1928 veröffentlicht, am 12. März 1929 hat er seine Turbo-Prop-Erfindung patentiert. 1938 hat er einen kleinen (100 Hp) Prototyp seines Patents gebaut.

Das erste Turbo-Prop-Triebwerk in der Welt war der Jendrassik Cs-1, entworfen vom ungarischen mechanischen Ingenieur György Jendrassik. Es wurde erzeugt und in den Ganz-Arbeiten in Budapest zwischen 1939 und 1942 geprüft. Es wurde geplant, zum Varga RMI-1 X/H zweimotoriger Aufklärungsbomber 1940 zu passen, aber das Programm wurde annulliert.

Das erste britische Turbo-Prop-Triebwerk war der Rolls-Royce RB.50 Trent, ein umgewandelter Derwent II, der mit dem Untersetzungsgetriebe und Rotol ausgerüstet ist, 7-ft, 11 - im Propeller mit Halmen fünf. Zwei Trents wurden an den Gloster Meteor EE227 - der alleinige "Trent-Meteor" geeignet - der so das erste turbo-Prop-angetriebene Flugzeug in der Welt, obgleich ein für die Produktion nicht beabsichtigter Prüfstand geworden ist. Es ist zuerst am 20. September 1945 geflogen. Von ihrer Erfahrung mit dem Trent hat Rolls-Royce den Wurfpfeil entwickelt, der eines der zuverlässigsten jemals gebauten Turbo-Prop-Triebwerke geworden ist. Wurfpfeil-Produktion hat seit mehr als fünfzig Jahren weitergegangen. Der Wurfpfeil-angetriebene Vickers Burggraf war das erste Turbo-Prop-Flugzeug jeder Art, um in Produktion und verkauft in der großen Anzahl einzutreten. Es war auch das erste vier-engined Turbo-Prop-Triebwerk. Sein erster Flug war am 16. Juli 1948. Das erste einzelne engined Turbo-Prop-Flugzeug in der Welt war der Armstrong Siddeley Mamba-Powered Boulton Paul Balliol, der zuerst am 24. März 1948 geflogen ist.

Die Sowjetunion hat auf deutsche Entwicklung des Zweiten Weltkriegs durch Klapperkisten (BMW und Hirth/Daimler-Benz auch entwickelte und teilweise geprüfte Designs) gebaut. Während die Sowjetunion die Technologie hatte, um einen strahlangetriebenen strategischen Bomber zu schaffen, der mit dem B-52 der Boeing Stratofortress vergleichbar ist, haben sie stattdessen den Tupolev erzeugt, den Tu-95 Bär, der mit vier Kuznetsov NK-12 Turbo-Prop-Triebwerke angetrieben ist, zu acht gegenrotieren Lpropellern (zwei pro Motorgondel) mit Überschalltipp-Geschwindigkeiten verbunden hat, um maximale Vergnügungsreise-Geschwindigkeiten über 575 Meilen pro Stunde schneller zu erreichen, als viele der ersten Strahlflugzeuge und vergleichbar mit Strahldauergeschwindigkeiten für die meisten Missionen. Der Bär würde als ihr erfolgreichster Langstreckenkampf und Kontrolle-Flugzeug und Symbol des sowjetischen Macht-Vorsprungs im Laufe des Endes des 20. Jahrhunderts dienen. Die USA würden gegenrotieren Lturbo-Prop-Triebwerke, wie die unglückselige Allison T40 in eine Reihe des experimentellen Flugzeuges während der 1950er Jahre vereinigen, aber niemand würde in den Dienst angenommen.

Das erste amerikanische Turbo-Prop-Triebwerk war der General Electric XT31, der zuerst im experimentellen Festen Vultee XP-81 verwendet ist. Der XP-81 ist zuerst im Dezember 1945, das erste Flugzeug geflogen, um eine Kombination der turbo-Prop- und Turbostrahlmacht zu verwenden. Die Technologie des Verkehrsflugzeugs von Lockheed Electra wurde auch im militärischen Flugzeug, wie p-3 Orion und der C-130 Herkules, mit der Allison T56 verwendet. Eines der am meisten erzeugten Turbo-Prop-Triebwerke ist der Motor von Pratt & Whitney Canada PT6.

Der erste turbinenangetriebene, Welle-gesteuerte Hubschrauber war die Glocke XH-13F, eine Version der Glocke 47 angetriebene durch Kontinentalen XT 51 T 3 (Turbomeca Artouste) Motor.

Aktuelle Motoren

Siehe auch

• Düsenantrieb
• Strahlflugzeug
• Jetboat
• Propfan
• Staustrahltriebwerk
• Krummsäbel-Propeller
• Überverdichter
• Tiltrotor
• Turbolader
• Turbofan
• Turbojet
• Turboshaft

Referenzen

Bibliografie

• Grün, W. und Kreuz, R.The Strahlflugzeug der Welt (1955). London: MacDonald
• James, D.N. Gloster Aircraft seit 1917 (1971). London: Internationale Standardbuchnummer von Putnam & Co 0 370 00084 6

Weiterführende Literatur

Links

• Strahlturbinenflugzeuge durch LtCol Silsbee USAAF, Populäre Wissenschaft, Dezember 1945, hat der erste Artikel über Turbo-Prop-Triebwerke gedruckt
• "Entwicklung des Turbo-Prop-Triebwerks" ein 1950-Artikel Flight über das Vereinigte Königreich und die US-Turbo-Prop-Triebwerke