Derated Take-Off
 

Hallo,

Wie entscheide ich (bei der B747-400), welche die richtige Assumed Temperature ist, wenn ich einen Derated Take-Off ausführen möchte, wobei die Maschine X t wiegt, die OAT X °C ist, etc.? Gibt es dafür spezielle Performance Charts? Im PS1 Manual bzw. B747-400 AOM konnte ich derartiges nicht finden. Oder bekommt man die Werte vom Dispatch?

Gruß Benedikt

Hallo Benedikt!

Ich kann dir zwar leider in keiner Weise helfen,aber da ich nun nicht solch Wissen habe wie du (was ich wahnsinn finde),wollte ich mal fragen,ob du mir nicht mal erklären könntest,was du da wissen möchtest.Ich meine was ist Assumed Temperature und Derated Takeoff.Den Rest weiss ich :)

Liebe Grüße
Danny

Hallo Benedikt,

diese Werte nimmt man aus Tabellen (oder aus einem Computer, der sein Wissen u. U. auch Tabellen entnimmt), die an Bord mitgeführt werden. Je nach Startbahn und -richtung, Beschaffenheit der Bahn (trocken, nass, mit Wasser oder Schnee o. ä. bedeckt), Gewicht des Flugzeugs, evtl. auch dessen Schwerpunktlage, Klappenstellung für den Start, Lufttemperatur und -druck, Windrichtung und -stärke weiß man, wieviel Schub man mindestens braucht um sicher in die Luft zu kommen, auch wenn im kritischsten Moment das kritischste Triebwerk ausfällt!

Als ganz grobe Faustformel für den FS kannst Du mal versuchen, mit sowenig Schub zu starten, dass Du das Ende der Startbahn mit sicherer Geschwindigkeit (V2) in mindestens 35 ft überfliegst. Dann hast Du einen ungefähren Eindruck davon, wie es aussieht nach einem Triebwerksausfall. Andererseits müsstest Du aber ohne Triebwerksausfall diese 35 Fuß schon nach etwa 85% der vorhandenen Startbahnlänge erreichen.
Wenn Du nach etwa 60 bis 70% der Bahn nach vorn aus dem Fenster schaust und Dir sagst: Jetzt anhalten wird wahrscheinlich sehr, sehr teuer!, dann stimmt der Eindruck einer halbwegs realistischen Startbeschleunigung auch in etwa.

Happy Landings!

HP

Hallo Benedikt,


Lese mal bei www.Flugsimulation.ch dort im Forum/Capt-Corner/Gross Weight Tables

Gruß!

Hans

Hi Danny,

dann will mal versuchen es dir zu erklären:

Die Triebwerke werden gerade beim Start sehr beansprucht, vorallem wenn man den vollen Startschub setzt. Angenommen deine Runway in Use ist ausreichend lang und deine Maschine ist nicht vollbeladen, dann ist unnötig den vollen Startschub zu setzen, denn die Maschine kann auch sicher mit niedrigeren N1-Werten abheben. Dazu "gaukelst" du dem FMS vor, dass es draussen viel wärmer ist als es tatsächlich ist. Das FMS errechnet nun den Maximalschub für die Temperatur, die du ihm vorgibst, der Thrust wird "derated" (Welch ein deutsch!)

Ein Derated Take-Off ist demnach ein Take-Off mit reduzierten Startschub, die Assumed Temperature die Temperatur, die du dem FMS vorgegeben hast.

Naja, im erklären war immer schon nicht der beste! :( Hoffe trotzdem, dass du ein besseren Überblick bekommen hast!?

Wenn etwas falsch sein sollte, bitte korrigiert mich.

Und ein Dank schon mal an Hans und Hans Peter für die Infos. Mal sehen, ob ich nicht doch so ein Tabelle vielleicht finde, ansonsten werde ich mal die Take-Offs durchgehen.

Gruß Benedikt

Hallo Benedikt,

:)


Es ist umgekehrt, man gaukelt dem FMC (oder FMS) vor dass es draussen
kälter ist als es tatsächlich ist.

-> Denn jä höher die aussentemperaturen, desto mehr schub braucht man (bzw. wird das FMC/FMS geben) um den flieger in die luft zu bekommen, je kälter es ist, desto weniger schub benötigt man dazu.


aber jetzt mal ne andere frage, ich habe jetzt FMC und FMS gleichgestellt, ist das richtig, also ist das ein und das selbe FMC und FMS???
FMS = Flight Management System
FMC = Flight Management Computer
aber ich weiss leider trotzdem nicht ob dies ein und das selbe darstellt

Hallo Spooky,

das Flight Management System besteht aus folgenden Komponenten:

Flight Management Computer System (FMCS)
Autopilot/Flight Director System (AFDS)
Autothrottle (A/T)
Inertial Reference System (IRS)

Alles dieser Komponente sind eigenständige Systeme, die eigenständig oder in verschiedenen Kombinationen genutzt werden können. Alle diese Systeme integrieren sich in das FMS.

Durch deinen ersten Punkt hast du mich jetzt ein bißchen verwirrt. Ich zittiere jetzt einfach mal das PS1-Manual zur Assumed Temperature Select Line, denn da steht: This function can be used to make the FMC "assume" the OAT is hotter than detected and, thus, compute a lower "derated" take-off thrust setting for more economy"

Gruß Benedikt

Derated
 

Hallo!

Also:
Sicher kann man den Dreated Take Off auch im FMC eingeben. Ist aber nicht bei allen Fliegern so.
Die Assumed Temperature darf aber NIE unter der tatsächlichen OAT liegen.
Also wo auch immer man die Assumed Temperature eingibt, man gaukelt dem System doch eine HÖHERE OAT vor, als es tatsächlich hat.
Die Leistung der Triebwerke ist nämlich bei höheren OATs geringer.
Man simuliert jetzt eine höhere Temperatur.
Sprich. ZB es hätte draussen irgendwo tatsächlich 50°C, so wäre ein TOGA (Full Thrust Take Off) dasselbe, als wenn ich in zB HAM bei kuscheligen 10°C einen 50°C Flex TO machen würde.
Alles andere verhält wie es HP sowieso schon beschrieben hat.

Grüße

Oooooh entschuldigt,
ich hirsch hab da ja einen üblen denkfehler gemacht,

Falsch von mir war: zu behaupten, dass die assumed temperatur dem FMC angiebt wieviel schub das flugzeug braucht um bei der "assumed..." zu starten.

Richtig ist also:
dass die assumed temperature dem FMC sozusagen ein "schublimit" vorgibt.

oder?

Temperatur
 

Hallo Spooky!

Kein Problem, man vertut sich da schnell einmal.
Nicht ganz richtig ist auch, dass man mehr oder weniger Schub braucht wenns wärmer oder kälter ist. Fakt ist, dass wenn es wärmer ist, der Flieger einfach weniger Schub liefert. Vice versa.

Sprich: Wenn ich in der Wüste einen Full Thrust Take Off mache und es hat tatsächlich 50°C dann werd ich länger für den Startvorgang brauchen, als wenn ich mit dem gleichen Gewicht in Hamburg bei 10°C einen Full Thrust Take Off mache.

Dazu ein sehr guter Link:

http://www.b737.org.uk/assumedtemp.htm

Hier seht ihr, dass viele Faktoren in die Take Off Berechnungen einfliessen, und das nicht so leicht abzuhandeln ist.
Ich werde euch beim nächsten Mal ein Foto mitsenden, wo man an Hand des Engine Displays einer F70 sieht, wie sich das Target EPR (Engine Pressure Ratio) verhält, wenn man "flext"

Grüße

hallo Leo,

ja man braucht bei unterschiedlichen aussentemperaturen immer den selben schub, nur um diesen zu erreichen muss man bei höheren temperaturen mehr (umgangssprachlich, unkorrekt) schub geben (also ich meinte höhere drehzahlen, N1 fahren), vice versa,

hast du ja schon prima erklärt,
danke

Schub
 

Hallo!

Äh, vielleicht etwas konkreter:

Du kannst nicht mehr Schub geben, als das was das Triebwerk bei einer entsprechenden Temp. leisten kann. Geht nicht. Ist nicht drin.

Desto heisser es ist, desto mehr sinkt die Performance eines jeden Flugzeuges. Ist leider so.

grüße

.......und jetzt möchte ich auch nochmal:

Je heißer die Umgebungsluft-Temperatur wird, desto höher muss ein Turbinen-Luftstrahl-Triebwerk (Turboprops ebenfalls) drehen, um den gleichen Schub (bzw. Propdrehzahl und Drehmoment) zu liefern. Dabei werden im Triebwerk aber auch immer höhere Abgastemperaturen (EGT)erreicht und sobald die max. erlaubte EGT erreicht ist, ist für die jeweils gegebene Situation auch der max. zur Verfügung stehende Schub erreicht. Ende der Fahnenstange.

In niedrigen Höhen und bei moderaten Außentemperaturen erreicht ein Turbinentriebwerk allerdings zuerst die Festigkeitsgrenze des Gehäuses, insbesondere der Kompressor- und Brennkammergehäuse. Deswegen wird auch hierfür ein max. zulässiger Wert angegeben und das ist das Engine Pressure Ratio (EPR) = Triebwerks-Druckverhältnis. Dies steht zwar auch in direktem Verhältnis zum erzeugten Schub, kann also auch (mehr oder weniger genau) zur Schubmessung herangezogen werden, aber der Maximalwert darf wegen der Festigkeitsgrenzen nicht überschritten werden.

Prinzipiell muss immer das Limit eingehalten werden, an das man als erstes gerät: Max Drehzahl in großen Höhen und/oder hohen Temperaturen, max. EGT in niedrigen/mittleren Höhen und/oder niedrigen/mittleren Temperaturen, max. EPR in niedrigen Höhen und/oder niedrigen Temperaturen.

Happy Landings!

HP

@Danny:
Leider ist mir erst jetzt aufgefallen, dass Du ja auch eine Frage gestellt hast. Ist Dir mittlerweile das Thema "derated takeoff" klarer geworden? Unsere Postings haben sich irgendwie zur Angewohnheit gemacht früher oder später vom Thema abzuweichen ;)

Und jetzt ich noch einmel :D

@hpfranzen

damit meinst du wohl: desto mehr kraftstoff muss in die brennkammer eingespritzt werden

Noch etwas zur philosophie.
Die Triebwerke die heutzutage in Verkehrsflugzeugen verwendet werden sind Flat Rated bzw. Flat Rated Engines

Darunter versteht man, daß der Schub ab einer Außentemperatur t=x° und darunter (kälter) konstant gehalten wird (Compressor Pressure Limit). Dieser konstant gehaltene wird bei mehr und mehr abfallender Außentemperatur mit immer geringerer N1-Drehzahl erreicht. Geringere N1 bedeutet geringeren Fuel Flow, geringerer Fuel Flow letztlich geringere EGT. Dadurch, daß man sich mit fallender Außentemperatur mehr und mehr vom EGT-Limit entfernt wird die Turbine, wird die Turbine geschont und damit die Lebensdauer der Turbine erhöht.
Ab Außentemperaturen t=x° (wärmer) muß der Schub zur Einhaltung des EGT-Llimits reduziert werden, d.h., daß die Drehzahl reduziert werden muß (Temperature Limitation).

in der Abbildung sieht man ein Triebwerk das bis zur Temperatur t=x°, Flat Rated ist.

Oberhalb der Temperatur t=x° kommt es zum Schubabfall durch das Erreichen und Beibehalten der max. zulässigen EGT.

Unterhalb dieser Außentemperatur (t=x°) wird lediglich der unbedingt nötige, nicht der maximal mögliche Schub gesetzt. Durch diese Maßnahme wird das Triebwerk geschont und damit die Lebensdauer verlängert.
[IMG]c:\windows\desktop\Flat Rated.BMP[/IMG]

hier ist nochmal das jpg, das vorher nicht geklappt hat

FLX vs TOGA
 

Hallo!

Hier vielleicht die Erklärung zu einigen Fragen:

Das erste Bild ist das Thrust Rating bei einem Toga T/O bei einer OAT von 19°C.

Das zweite würde einem FLX19 entsprechen. Am Limit der EPR keine Änderung.

Das dritte und letzte entspricht dem Thrust Setting bei einem Flx60 oder eben einem Toga bei eienr OAT von 60°C

2.

3.

Schub
 

Spooky,

also muss ja wohl die Aussentemperatur, die Schubverfügbarkeit bestimmen oder?

Hallo @Leo,

Ja die Aussentemperatur bestimmt über die Schubverfügbarkeit,
nur, ist es nicht das Problem dass Triebwerke ab einer gewissen Aussentemperatur nicht mehr imstande wären höheren schub zu liefern, sonder um mehr schub zu liefern würde das Triebwerk "max. EGT" überschiessen, und das wäre gar nicht so gesund.

nochmal eine genauere Erklärung

Aussentemperaturen wirken sich auf den Schub direkt aus indem sie ihn verringert (bei gleichen Drehzahlen ist der Schub bei hohen Aussentemperaturen geringer als bei niedrigen).

Denn duch steigende temperaturen hat die luft eine geringere dichte, das heisst 1kg warmer Luft nimmt mehr raum ein als 1kg kalter Luft, da ja das Volumen grösser ist. Die entscheidenden Faktoren für den Schub eines Triebwerks sind der "Massendurchsatz" (wieviel Masse pro Zeit das Triebwerk durchströmen), und die "Beschleunigung" (also um wieviel schneller die luft beim ausströmen aus dem Triebwerk, im Vergleich zum Eintritt ins Triebwerk ist) dieser durchgesetzten masse. Sind die Aussentemperature hoch, so muss das Triebwerk schneller drehen um die gleichen Luftdurchsatz zu erzielen wie bei kälteren Aussentemperaturen. Um das Triebwerk schneller zu drehen, muss man den Schubhebel weiter nach vorne drücken bzw. mehr Kraftstoff einspritzen, was wiederum zur folge hat das die EGT steigt, um nicht über das EGT limit (EGT margin) zu steigen, regelt der Computer (EEC, MEC, PMC oder wie die alle heissen) das triebwerk gleichmässig zu den steigenden Aussentemperaturen herunter (kann man im anhang meines letzten beitrages in diesem Thread sehen).

korrigiert mich wenn ich was falsches erzählt habe.

Hallo Spooky,

von Dir kann man wirklich was lernen, wenn man so wie ich von Triebwerken nichts versteht und noch dazu die Schule eine Ewigkeit her ist. Also muss ich die Sache sehr vereinfachen um wenigstens etwas durchzublicken.
Für mich ist ein Triebwerk eine liegende Tonne, ohne Deckel und Boden. Vorne strömt die Luft mit der Geschwindigkeit v1 herein und hinten mit einer höheren Geschwindigkeit v2 wieder heraus. Vorne hat die Tonne die Fläche A1 und es herrscht dort ein Druck p1 und hinten die Fläche A2 mit dem Druck p2.
Der Schub ergibt sich nun aus dem Luftmassedurchsatz mal (v2 –v1), wenn ich Dich richtig verstanden habe. Das Ergebnis ist in Newton, diese neumodische Krafteinheit. Zum Luftdurchsatz müsste man noch den Kraftstoffdurchsatz hinzu rechnen, aber ich glaube, der macht nicht viel aus. Nach meiner Überlegung (beachte bitte die vorsichtige Formulierung) sollte man bei der Berechnung des Schubs überlegen, ob man die Druckkräfte auch vernachlässigen kann. P1*A1 wirkt entgegen der Schubrichtung, p2 *A2 wirkt in Schubrichtung.
Die Luftmasse wird beschleunigt, wie Du schreibst. Dann kann man ja auch eine Beschleunigungsleistung bestimmen: (Luftmassedurchsatz/2) mal (v2 zum Quadrat – v1 zum Quadrat). Diese Beschleunigungsleistung muss durch die Turbine aufgebracht werden. Je mehr Beschleunigungsleistung gefordert wird, desto höher muss der Kraftstoffdurchsatz sein oder umgekehrt.
Warme Luft hat eine geringere Dichte als kalte Luft, der Luftmassedurchsatz wird bei gleichem N1 geringer und damit auch die erforderliche Beschleunigungsleistung. Also muss man die Kraftstoffzufuhr drosseln um N1 konstant zu halten. Macht man das nicht, dann steigt N1. Das ist vielleicht nicht so gut wegen der Festigkeit der Turbinenschaufeln.

Also, bei warmer Luft erzeugt das Triebwerk einen geringeren Schub als bei kalter Luft, es verbraucht aber auch weniger Kraftstoff. Man muss das hinnehmen wegen der Festigkeitsgrenzen des Materials.

Wenn nun kaum etwas richtig ist von dem was ich geschrieben habe, nimm es mir bitte nicht übel, Spooky, ich verstehe von Triebwerken ehrlich wirklich nichts. Vielleicht etwas von einer Tonne.

Gruß!

Hans

Hi Hi, Hans, ich habe...
 

... das Gefuehl, Deine Schule ist noch sehr, sehr frisch und Du schiebst uns hier ganz leise und heimlich die allgemeine Schubgleichung fuer Strahltriebwerke hinein, ohne dass sich jemand belehrt fuehlen muss :) :)

F = d/dt(m v) + (A2 p2 - A1 p1)

d/dt(mv) ist die zeitliche Aenderung des Impulses, der "dynamische Schub". Der zweite Term ist der "statische Schub". Die Formel gilt ganz allgemein, auch fuer Raketen und eigentlich auch fuer Propellertriebwerke.

Im Luftstrahltriebwerk wird aus d/dt(mv) natuerlich dm/dt v (Massedurchsatz mal Geschwindigkeit(sdifferenz).)

Wie gross der statische Schub beim Turbo-Strahltriebwerk ist, weiss ich nicht, bei einem reinen Staustrahltriebwerk (= fliegende Tonne :D )muss man ihn sehr wohl beruecksichtigen - also Druck am Auslass mal Auslassflaeche minus Druck am Einlass mal Einlassflaeche.

Klar, und die Ueberlegung zur Leistung stimmt selbstverstaendlich auch ;)

Liebe Gruesse
Peter

P.S. Etwas zeigst Du uns damit ja auch noch: Fuer den dynamischen Schub ist es egal, ob man viel Masse mit geringer Geschwindigkeit durchsetzt oder wenig Masse mit hoher Geschwindigkeit. Fuer die Leistung ist's aber erheblich: Die geht linear mit dem Massedurchsatz, aber quadratisch mit der Geschwindigkeit. Deshalb haben Raketen (wenig Massendurchsatz, hohe Strahlgeschwindigkeit) ja auch derart gewaltige Leistungen. Und ein Fan-Jet (grosser Luftdurchsatz) ist bei gleichem Schub wirtschaftlicher als eine "normale" Turbine ;)

So weit habe ich überhaupt nicht gedacht, Peterle.

Aber Du hast Recht. Bei einer Rakete muss die Strahlgeschwindigkeit so hoch sein weil sie nur wenig Brennstoffmasse mitschleppen kann.

Wenn man zur Berechnung der Leistung das Quadrat der Strahlgeschwindigkeit benutzt, so ist das formal sicher ok, nur ergibt das eine Größe, mit der man überhaupt nichts anfangen kann, das gilt auch für ein normales Triebwerk, meine ich.

Dem Piloten interessiert wohl auch nicht, wieviel "PS" seine Triebwerke haben, sondern dass er im Hintern was spürt, wenn er die Leistungshebel nach vorne schiebt.

Aber vielleicht weiss der Spooky, wie man die Leistung eines Triebwerkes bestimmt, falls das überhaupt Sinn macht.

Viele Grüße!

Hans

Hallo hans,

Danke für das lob :), ich kann mich dem was peterle zu deinem Wissensstand und zum Thema sagt auch nur anschliessen, respekt ihr beiden.
Mir wird es langsam zu physikalisch, da komme ich bald auch nicht mehr mit ;) .

Das mit der Triebwerksleistung ist eine verzwickte sache, es wäre sinnlos bzw. unmöglich sie zu berechnen. Ein Turbinenluftstrahltriebwerk arbeitet schliesslich völlig anders als ein Kolbenmotor oder Kolbentriebwerk (auch wenn das prinzip ähnlich oder sogar gleich ist).
Aber entschuldige wenn ich hier dazu nicht mehr sagen kann, ich müsste das mal nachschlagen.

Möglich ist es, die Verdichterleistung und die Turbinenleistung zu berechnen, die (gesamt)Triebwerksleistung, wie gesagt, jedoch nicht.

Es werden immer Schätzungswerte genannt, wie zum Beispiel dass bei take off thrust einer B747 ein einzelnes Triebwerk einen Schub von bis zu 90`000 PS zustandebringt, sind eben nur Vermutungen.

@hans
hmmmm.
Das müsstest du nochmal erklärern :rolleyes:
Ich verstehe das mit der Beschleunigungsleistung nicht ganz.
Aber es ist theoretisch gut möglich dass man bei wärmeren Temperaturen weniger Kraftstoff brauch als bei höheren Temperaturen, bei gleicher N1. Doch dadurch dass man bei höheren Temperaturen weniger Schub bei gleicher N1 (als bei niedrigeren Temperaturen) hat ist man gezwungen höhere N1 (Drehzahlen) zu fahren um den benötigten Schub zu erzeugen, somit dürfte letztendlich auch der FuelFlow steigen.

Mal ne Frage an hpfranzen:

Bist Du eigentlich FO oder Captain? Welche Route fliegst Du am liebsten?

Hallo Spooky,
 

ich hab' Hans so verstanden:

Schubhebel (Leistung) wird nicht veraendert. Nun wird die Luft duenner, also der Massendurchsatz geringer. Somit muss der Strahl schneller werden (wie gesagt: L = 1/2 dm/dt v^2 bleibt konstant, dm/dt wird kleiner, also muss v^2 groesser werden). Das heisst also, dass die Turbine nun schneller dreht (N1 steigt) - bei gleichem Schub. Und fuer N1 gibt's natuerlich obere Schranken...

Langsam komm' ich aber auch ins Schwimmen... Hans, hab' ich Dich denn so richtig interpretiert? :rolleyes:

Es scheint mit Leo's Fotos konsistent zu sein...

Viele Gruesse
Peter

Hallo Georg,

ich bin F/O und fliege am liebsten die Routen, an deren Ende Düsseldorf steht.

Happy Landings!

HP

Hallo Spooky,

durch Formeln wird man meistens nur überführt und selten überzeugt. Deshalb versuche einmal, ich die Aussage ... Also muss man die Kraftstoffzufuhr drosseln um N1 konstant zu halten. Macht man das nicht, dann steigt N1... ohne Formeln zu veranschaulichen:

Stelle dir vor, du hast in deinem Zimmer einen großen Ventilator ohne Motor aber mit einer Kurbel. Für einen kräftigen Wind musst du beim Kurbeln eine ordentliche Leistung erbringen. Angenommen, die Luftdichte würde plötzlich halbiert, dann kurbelt es sich sofort viel leichter und du könntest mit der gleichen Leistung wie vorher erheblich schneller kurbeln, N1 wäre höher.
Wenn aber N1 schon an der oberen Grenze war, dann musst du die Leistung an der Kurbel vermindern um N1 konstant zu halten. Das bedeutet aber, dass du als guter Sportler weniger Fett pro Zeit verbrennst, der „Fuelflow“ wird geringer.

Innerhalb des Triebwerkes wird die Luftmasse stark beschleunigt und dazu muss man Leistung bereitstellen, wie beim Kurbelventilator auch. Der Betrag der Leistung hängt ab von dem Luftmassedurchsatz und dem Geschwindigkeitszuwachs. Mit v1 = 0 (Geschwindigkeit vor dem Triebwerk) wird die Formel für diese Beschleunigungsleistung sehr einfach:

Beschleunigungsleistung = (Luftmassedurchsatz/2)*Geschwindigkeit zum Quadrat

Du siehst, bei einem geringeren Luftmassedurchsatz brauche ich bei gleicher Geschwindigkeit auch eine geringere Beschleunigungsleistung.

Mit v1 = 0 wird die Näherungsformel für den Schub auch ganz handlich:

Schub = Luftmassedurchsatz mal Geschwindigkeit

Nehmen wir mal an, man will den Schub verdoppeln. Dazu könnte man den Luftmassedurchsatz verdoppeln oder die Geschwindigkeit. Welche der beiden Möglichkeiten würdest du beim Betrachten der Formeln vorziehen, Spooky?

Viele Grüße von Hans (für den ein Triebwerk nach wie vor eine Tonne ist)

hallo hans,

Wenn wir jetzt über Triebwerke (die möglichst effizient arbeiten sollen) sprechen, dann würde ich aufgrund höherer Wirtschaftlichkeit (niedrigerer FuelFlow und höherer Wirkungsgrad), den Luftmassendurchsatz erhöhen bzw. ein solches triebwerk mit höherem Luftmassendurchsatz bevorzugen.

Das wird deutlich wenn man sich die Formeln anschaut:
(jetzt wirds happig)

Vortriebswirkungsgrad = Schubleistung / Strahlleistung

Schubleistung = F (Schubkraft) * V (Fluggeschwindigkeit)

ersetzt man nun "F (Schubkraft)" mit "mL* (VA - VE)"
(mL = Luftmassendurchsatz; VA = Austrittsgeschwindigkeit; VE = Eintrittsgeschwindigkeit)
und "V (Fluggeschwindigkeit)" mit VE (Eintrittsgeschwindigkeit)

so kommt man auf
Schubleistung = mL*(VA - VE)* VE

Strahlleistung = differenz zwischen kinetischer Energie des Luftstrahls beim Eintritt und der beim Austritt aus dem Triebwerk .
somit
Strahlleistung = [(mL/2)* VA zum Quadrat] - [(mL/2)* VE zum Quadrat]
Vortriebswirkungsgrad = Schubleistung / Strahlleistung

Vortriebswirkungsgrad =
mL*(VA - VE)* VE / (geteilt durch)
[(mL/2)* VA zum Quadrat] - [(mL/2)* VE zum Quadrat]

daraus erkennt man dass die Strahlleistung quadratisch zur
Geschwindigkeitdifferenz (VA - VE) ansteigt, während die Schubleistung "nur" linear dazu ansteigt.
(Der Luftmassendurchsatz wirkt sich gleichmässig und linear auf Strahl-und Schubleistung aus, somit ist nur die Geschwindigkeitsdifferenz ausschlaggebend für den Vortriebwirkungsgrad.)

Da Vortriebswirkungsgrad = Schubleistung / Strahlleistung, sinkt der Vortriebswirkungsgrad mit steigender Strahlleistung bzw. Geschwindigkeitsdifferenz. Und mit sinkendem Vortriebswirkungsgrad gibts steigenden FuelFlow.
Wie auch peterle schon sagte:
also kann man auch sagen dass man wesentlich mehr leistung benötigt um die Luft zu beschleunigen, als für einen hohen Luftmassendurchsatz zu sorgen

somit wäre es "besser" ein triebwerk mit möglichst hohem Luftmassendurchsatz (mL) und gleichzeitig möglichst kleiner Luftgeschwindigkeitaustritts- Luftgeschwindigkeiteintrittsdifferenz(VA - VE) zu wählen.

hoffe sehr keinen blödsinn geschrieben, und niemanden allzusehr :confused: verwirrt zu haben

ich nochmal, @hans

ich wollte den Beitrag noch editieren, doch das ging nich weil man das ja spätestens 30 minuten nach Erstellen machen kann, denk dir das einfach zum Anfang letzten Beitrages dazu ;)

"deinen aussagen kann ich nichts entgegensetzen, hört sich gut an, nur das mit der Beschleunigungsleistung verstehe ich immer noch nicht so ganz.
Und jetzt zur deiner Frage, die ich nur durch Formeln beantworten kann."

Hallo Elmar,

nun bin ich wirklich überrascht, so einen umfassenden Beitrag auf meine Frage habe ich wirklich nicht erwartet. Da bleiben mir ja nur noch ein paar unbedeutende Fragen und Anmerkungen.

Du schreibst:

Schubleistung = F (Schubkraft) * V (Fluggeschwindigkeit)

Was nimmst du als V für diese Formel? IAS, TAS oder GS?


Wenn Du mL als LuftmasseDURCHSATZ bezeichnest, dann ist nach meinem Sprachverständnis das „geteilt durch t“ darin schon enthalten. Die Einheit für mL ist deshalb kg/sec. Üblicherweise nimmt man als Formelzeichen für einen Massedurchsatz mPunkt, ein kleines m mit einem Punkt mittig darüber.

Im Nenner deiner Endformel für den Vortriebswirkungsgrad kommt, wenn du mL/2 ausklammerst, der Audruck (VAQuadrat - VEQuadrat) vor. Dafür kannst Du aber auch
(VA + VE)*(VA – VE) einsetzen und die ganze Formel durch Kürzen sehr vereinfachen:


Vortriebswirkungsgrad = 2VE/(VE +VA)

Den Vortriebswirkungsgrad sollte man für den Reiseflug betrachten. Im Stand geht diese Größe gegen Null, wegen VE gegen Null und weil VA stets erheblich größer Null ist, das macht keinen Sinn.

Ich sehe es wie du. Für ein Triebwerk mit mehr Schub sollte man zuerst den Luftmassendurchsatz erhöhen, bevor man VA anhebt. Das bedeutet natürlich, dass man die Stirnfläche des Triebwerks vergrößern muss, damit es „mehr Luft einfangen kann“. Jetzt verstehe ich auch, warum die Triebwerksgondeln unter den Tragflächen einen so riesigen Durchmesser haben.

Gruß!

Hans

PS Meine Beschleunigungsleistung ist das gleiche wie deine Strahlleistung. Es ist die Leistung, die man zur Beschleunigung der Luft aufbringen muss.

Hallo Hans,

Mit V ist TAS gemeint, also die Luftgeschwindigkeit mit der das Flugzeug/Triebwerk angeströmt wird.

Damit hast du völlig recht, das "t" ist darin schon enthalten...

Deine Formelumstellung ist auch korrekt, ist mir nicht in den sinn gekommen weiterzukürzen.
2VE/(VE + VA) kann man durch kürzen von VE im Zähler zu
Vortriebswirkungsgrad = 2/ (VA/VE +1) machen.


Gruß