Unterschied zwischen N1 und N2?

[Cyron]

Hallo,
nachdem mir die Suchfunktion keinen Artikel zu meiner Frage geliefert hat, stelle ich sie nun hier:

Was ist eigentlich der Unterschied zwischen N1 und N2 bei Jet-Triebwerken?
Nach meiner Kenntniss hat so eine Turbine doch nur eine Welle, oder wie ist das mit N1 und N2 zu verstehen?

[Thomas_30]

Hi Cyron,

Fast alle modernen Triebwerke haben mindestenas zwei - oftmals drei - Wellen, die ineinander geschoben sind.

N1 ist die innere, die sogenannte Kompressorturbine. Die Kraft, welche die Turbine abgibt, wird im wesentlichen nur dazu genutzt, den Kompressor anzutreiben um die Verbrennung aufrecht zu erhalten.

N2 ist die Arbeitsturbine und sie treibt den Fan an.

Es gibt Triebwerke mit einer dritten Welle. Dann gibt es zwei Kopressortubinen - ein für den Niederuckverdichter und eine für den Hochdruckverdichter.

Diese Entkopplung ist aus mehreren Gründen wichtig:
- Kompressor und Fan haben unterschiedliche Kennlinien und somit unterschiedliche Lastanforderungen
- Das Anlassen und Hochlaufen wäre viel schwieriger mit nur einer Welle. Beim Anlassen müsste nicht nur der Kompressor, sondern auch der Fan auf Drehzahl gebracht werden.
- Das Triebwerk wird dynamischer, reagiert spontaner
- Unterschiedliche Drehzahlen lassen sich damit realisieren. Die innere Welle dreht sehr viel höher als der Fan. Mit nur einer Welle müssten beide gleich schnell drehen. Das ware für den Fan zu schnell, für den Kompressor zu langsam.

CU
Thomas

[Cyron]

Herzlichen Dank für die Information.
Ich nehme mal an daß die unterschiedlichen Drehzahlen über ein Planetengetriebe bewerkstelligt werden, oder?
Wenn dem so ist, wieso gibt es dann prozentuale Unterschiede zwischen N1 und N2?

Ausserdem: Ich habe mal irgendwo gelesen daß M$ die Anzeigen verwechselt hat. Welche ist denn im FS nun die wichtigere der beiden Drehzahlanzeigen? Ist im FS N1=N2 und umgekehrt oder doch nicht?

[Air Michi]

Hallo Cyron!

Ja, Thomas hat schon alles gesagt, war schneller als ich.....
Ein PLanetengetriebe ist nicht nötig! Ich glaube bei kleinen Jettriebwerken (Cessna Citation) gibt es sowas: Da gibt es für den Fan ein Untersetzungsgetriebe. Für Großraumflugzeuge wurde auch sowas mal geplant, aber das hat man dann schnell wieder verworfen, weil es so schnell kein Getriebe geben wird, das diese hohen Leistungen übertragen kann.
Mehrwellentriebwerke sind auch wirtschaftlicher als Einwellentriebwerke

C U Air Michi

[Thomas_30]

Hallo ihr beiden,

bevor da ein Mißverständinis aufkommt: Die beiden Wellen sind völlig entkoppelt und das ist auch Sinn und Zweck der Übung! Man kann ein Welle drehen und die andere dabei festhalten.

Es gibt im Triebwerk zwei Turbinen, die hintereinander liegen. Die beiden Wellen sind ineinander geschoben und drehen sich unabhängig voneinander. Wie wenn man einen Strohhalm über einer Stricknadel schiebt. Die Stricknadel kann sich drehen und auf der Nadel der Strohhalm unabhängig von ihr. Die Kompressorturbine ist als Hohlwelle ausgelegt - wie unser Strohhalm und darin läuft die Welle der Arbeitsturbine. Verläßte der Gasstrom die Brennkammer, trifft er zuerst auf die Kompressorturbine und danach erst auf die Turbine, welche den Fan antreibt.

Getriebe gibt es bei Turbo-Props, da die Drehzahl der zweiten Turbine für die Luftschraube zu hoch ist und die Turbinen an sich kleiner sind und höher drehen.

Bei einem Mantelstromtriebwerk würde ein Getriebe keinen Sinn machen. Hierbei ist weniger die Machbarkeit eines Getriebes im entsprechenden Leistungsbereich das Problem, sondern das Gewicht, welches dieses Teil hätte.

Die wichtigere Drehzahl ist N1. Sie ist ein Maßstab für die innere Leistung des Triebwerkes.

Wenn mir mal jemand sagen könnte, wie man hier Photos posten kann, würde ich mal eine Skizze zeigen.

CU
Thomas

[Wilko]

Hallo zusammen

Thomas: Du hast das sehr gut erklärt, nur ist dir da ein kleiner Fehler unterlaufen. Du hast N1 und N2 verwechselt.

N1 ist die Welle, auf welcher der Fan sitzt, sowie die Stufen des Niederdruckkompressors.

N2 ist die Welle mit dem Hochdruckkompressor. Weiter treibt die N2-Welle auch über ein Getriebe den Generator und die Hydraulikpumpe an. Beim Triebwerkstart wird zuerst die N2-Welle, also der Hochdruckkompressor auf Touren gebracht, bevor der Treibstoff eingespritzt und gezündet wird.

Zur Leistungssetzung wird vorallem die Fandrehzahl N1 gebraucht, sie ist die wichtigste Leistungsangabe, zusammen mit dem EPR, dem Engine pressure ratio, dem Druckverhältnis zwischen Eingangsdruck und Ausgangsdruck. N1 und N2 werden in Prozent angegeben. 100% N1 entspricht voller Leistung.

Bei Dreiwellen-Triebwerken, wie sie mometan nur Rolls Royce baut, verhält sich alles gleich, nur übernimmt hier die dritte Welle, die N3-Welle die Funktionen der N2-Welle bei Zweiwellen-Triebwerken.

Die wichtigsten Anzeigen zur Triebwerksüberwachung und Leistungssetzung sind N1, EPR und EGT (Abgastemperatur). Sie gehören zu den primären Parametern und werden, bezogen auf das Glascockpit, immer angezeigt.

N2 (N3), sowie Fuel flow, Oeldruck, Oelmenge und Oeltemperatur sind sekundäre Parameter. Diese werden auf dem unteren Bildschirm (Beispiel Airbus) beim Start des Triebwerkes angezeigt, oder wenn diese Anzeigen manuell gewählt werden.

Viele Grüsse

Wilko Wiedemann

[Thomas_30]

HILFEEEEEE!

Wilko, wo du Recht hast, hast du natürlich recht. Wie konnte ich nur (sollte mir eigentlich nicht passieren) - war noch so früh am Morgen...

Danke für die Korrektur!

CU
Thomas

peinlich, peinlich, peinlich...

[Cyron]

Suuuper!
Vielen dank nochmal für die ausführliche Erklärung.

[Air Michi]

.. gibts nicht nur bei Rolls Royce, sondern auch bei der PW 120-Turbopropbaureihe (Fokker 50, ATR, Dash 8)
Thomas_30: Getriebe für Fans gibt es meines Wissens bei kleinen Geschäftsflugzeugen und beim Avroliner-Triebwerk Lycoming ALF 502, wo der Fan einem Untersetzungsgetriebe vorgeschaltet ist.
Es gab wie gesagt Überlegungen, für künftige Superjumbos Triebwerke mit riesigen Bläsern von gut 4 Metern Durchmessern zu bauen. Ferner gab es Versuche mit MD-80 Flugzeugen mit sogenannten Propfans, was aber an verschiedenen technischen Problemen scheiterte (Lärm, Getriebeprobleme).

C U Air Michi