Fragen zur APU

[A380flieger]

Guten Abend!

Ich habe hier ein paar Fragen zur Hilfsturbine, die sich ja im Heck eines jeden Jets befindet.
Wie genau funktioniert die APU? Ich denke mal, die Funktionsweise ist doch deutlich unterschiedlich zu normalen Triebwerken. Ich frage mich, woher die APU die nötige Luft herbekommt.
Richtige Bilder von einer APU (außer vielleicht die beiden unten) hab ich noch nicht gesehen, weshalb ich mir auch nicht ganz so viel darunter vorstellen kann.
Kann mir jemand erklären, wie dieses Teil im Genauen funktioniert?

Damit die Erklärungen vielleicht einfacher zu machen sind, habe ich hier ein paar Fotos zusammengesucht:

http://www.airliners.net/open.file/408774/L/
Hier soll was von einer APU zu sehen sein, ich kann damit nicht ganz soviel anfangen

http://www.airliners.net/open.file/405244/L/
http://www.airliners.net/open.file/367679/L/
Nebenbei: Was sind das für komische Platten, die da oben auf dem Heck zwischen Flosse und Elevator aufgestellt sind, jeweils 4 auf jeder Seite?

http://www.airliners.net/open.file/327291/L/
http://www.airliners.net/open.file/325414/L/

http://www.airliners.net/open.file/282799/L/
http://www.airliners.net/open.file/249051/L/

http://digilander.libero.it/andreatheone/1-9/8/APU.gif
http://65.110.243.81/images/747%20200%20apu.jpg

[Airbus3103]

Die APU ist wie ein kleines Triebwerk aufgebaut. Verdichter (meistens Radial) Brennkammer und Turbine. Die APU liefert Strom (Generator) und Luft, die vom Verdichter abgenommen wird. Sie dient hauptsächlich für die Versorgung am Boden. Bei Flugzeugen mit zwei Triebwerken dient sie auch als Backup in der Luft aber meistens nur für die Stromversorgung.
Die vier "Bleche" die am Heck der B737 zu sehen sind, nennen sich Vortex Generator und beeinflussen die Strömung. Wie sich Vortex Generator auf die Strömung auswirken, das zu erklären überlasse ich lieber Bengel oder Peterle. Da die es bestimmt besser erklären können, als Pysiker, die sich mit Strömungslehre beschäftigen.

mfG Claus

[A380flieger]

Danke dir Claus.

Ich habe noch eine Frage zu der APU-Door. Ich denke mal, diese Klappe geht nur beim Anlassen der APU auf, und dient als Luftansaugöffung. Gibt es diese Klappe bei jedem Flieger, oder gibt es auch permanent offene Luftöffungen im Heck? Ich habe nämlich auf manchen Bilder keine Doors ausmachen können.

Ich stelle jetzt mal eine blöde Frage: Ich kenn mich Motoren nicht so gut aus, aber könnte man eigentlich nicht auch eine Art Diesel-Aggregat statt Turbin als APU nutzen? Schließlich könnte doch ein Kolben-Triebwerk die gleichen Aufgaben erfüllen wie eine APU-Turbine.

[Airbus3103]

Die Flieger die ich kenne haben ein Inletdoor. Der Grund, verhindern von Windmeeling. Die APU würde die ganze Zeit leicht mitdrehen und das führt auf Dauer zu Lagerschäden.

mfG Claus

[hpfranzen]

Jesko,

im Prinzip hast du Recht, aber oberhalb einer gewissen Leistungsfähigkeit (etwa ab 500 PS) ist ein Turbinenmotor leichter als ein Diesel- oder Benzinmotor. Ich glaube, das ist der Hauptgrund gegen die Verwendung in Flugzeugen. Eine APU für ein mittleres oder größeres Flugzeug muss schon 1000 und mehr PS leisten. Ein Generator z.B. leistet schon so um die 100 kW und die Kompressorleistung für die Triebwerkstarter und Klimaanlagen ist auch nicht gerade gering. Das Ganze muss dann meistens auch noch bis hinauf in Höhen von ca. 20000 Fuß bzw. 40000 Fuß (dann gibts aber meistens nur noch Strom vom Generator aber keine Druckluft mehr) funktionieren. Das erfordert bei Kolbenmotoren auch schon wieder einen (Turbo-) Lader usw.

Happy landings!

HP

[lprandtl]

Hallo A380Flieger,

da die Antwort so deutlich noch nicht gefallen ist:
Die APU funktioniert eigentlich genauso wie die Triebwerke.
Einzige Unterschied ist das Ziel. Bei den Triebwerken soll die Strömung beim Austritt noch eine gewisse Geschwindigkeit haben, um den Schub zu produzieren. Bei der APU ist der Schub unwichtig, man kann also das Gas weiter entspannen ...

Prinzipieller Aufbau:
- Einlauf
- Fan
- Abzweigen Außen und Innenkreis

Weiter im Innenkreis:
- Verdichter mit Diffusor
- Brennkammer
- Turbin
- Düse Innenkreis

- Düse Außenkreis

Manchmal werden Innen- und Außenkreis gemischt. So ich mich richtig erinnere, gibt es 777s mit sogenanntem Blütenmischer. Das sind diese welligen Düsen ...

Ansonsten gibt es zwei Düsen - eine für den Außenkreis und eine für den Innenkreis. So meine Erinnerung mich hier auch nicht trügt, ist das CFM56 (737) ein schönes Beispiel. PMDG hat das glaube ich sehr schön modelliert ...

Yo, das Leistungsgewicht einer APU ist halt geringer als das eines Diesels und einen besseren Wirkungsgrad hat sie auch noch ))
Ferner produziert sich auch gleich Bleed-Air, da gibt es beim Diesel auch gleich Probleme ...

Die 727 hat z.B. den Exhaust über der rechten (?) Flügelwurzel und den Inlet im Main-Gear-Bay. Deswegen läuft bei der 727 auch nix in der Luft "mit" APU.

Soweit. Grüße,
Ingo

[A380flieger]

Hallo Ingo,

vielen Dank für deine ausführliche Erklärung. Aber wenn der Inlet im Fahrwerksschacht ist, dann kann die APU ja nur laufen, wenn das Fahrwerk ausgefahren ist. Oder brauchte man damals die APU nur am Boden?

Ich habe noch zwei Fragen:
Wo befindet sich die APU bei der MD-11/DC-10? Siehe erstes Bild.

Zur 737:
Was ist das für eine runde Vertiefung im Heck zwischen Strobe und APU-Exhaust?
http://www.airliners.net/open.file/325414/L/

[Airbus3103]

@Ingo ich habe noch nichts von einem außen und Innenkreis gehört. Was soll das sein und welchen Sinn hat das?
@A380 genau die APU der B727 kann nur am Boden betrieben werden. Die ersten B727 wurden ohne APU ausgeliefert. Später nachgerüstet hatte man halt nur Platz im Fahrwerkschacht. Die Apu ist auf den Keel Beam, das ist ein Holm geschraubt.
Anhang eine Zeichnung/Schematik der APU einer B737NG
Ein paar Leistungsdaten:
Gewicht:177Kg
RPM: 48.800
Pneumatik Power up to 17.000feet
Elec. Power bis 32.000feet 90KVA
Elec. Power bis 41.000feet 66KVA
Fuel Consumtion ca. 150KG/H

mfG Claus

[Peterle]

... sehr die "vier Bleche" am Heck nicht... .

Bin ich blind?

Ich kenn' Vortexgeneratoren auf den Tragflächen (vorderes Drittel) mancher Maschinen, senkrecht stehende kleine Bleche, die jeweils gegeneinander etwas verdreht sind (ich such' noch ein Bild). Sie erzeugen Wirbel (Wirbel sind sehr stabil), die (Strömungs-)Energie von vorne nach hinten transportieren und so z.B. die Ablösung in der Nähe der Flügel-Hinterkante herauszögern, da, wo die Strömung besonders bei hohen Anstellwinkeln schon recht langsam ist.

Wer zeigt mir denn jetzt nochmal die vier Bleche hinten...

Viele Grüsse
Peter (montagsblind... )

P.S. Jetzt hab' ich sie...

Hmm... erstmal keine Ahnung, warum *da* Vortexgeneratoren sind... kann das was damit zu tun haben, dass zwischen Höhen- und Seitenflosse ja ziemlich giftige Strömungs/Druckverhältnisse auftreten? Stichwort Interferenzwiderstand? Ich werd' mich mal kundig machen...

[lprandtl]

Hallo zusammen,

@a380flieger: Richtig - APU in der Luft ist bei der 727 nicht ...

@Claus: Die Unterteilung in Außen und Innenkreis ist spezifisch für das Zweikreistriebwerk (wie der Name fast schon sagt).
Nach dem Fan wird der Luftstrom in zwei Luftströme aufgeteilt: einer geht am Kerntriebwerk vorbei (Außenkreis) und der andere Luftstrom durch das Kerntriebwerk durch.
Also durch Verdichter, Brennkammer und Turbine. Bei http://www.mtu.de gibt es unter specials das Thema "wie funktioniert ein Triebwerk". Bei der Flash-Animation sieht man schön, die Aufteilung in Innen und Außenkreis hinter dem Fan

Sinn des Ganzen ist es durch den höheren Massenstrom (großer, langsamer Fan) den Schub gegenüber den Einkreistriebwerk zu erhöhen. Vor allem hat man prinzipiell zwei Schrauben, an denen man den Triebwerksschub einstellen kann:
1. Massenstrom also die Menge an Luft, die pro Sekunde durch das Twk strömt
2. Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Eintritt und Austritt (Stichwort - Impuls=Masse*Geschwindigkeit)

Mit dem Fan erhöht man den Massenstrom und bringt so mehr Schub zu Stande. Vorteil ist, daß durch die niedrigere Strömungsgeschwindigkeit (der Lärm des Triebwerksstrahl ist proportional zur 8. (!!!!) Potenz der Strahlgeschwindigkeit) das ganze Triebwerk leise wird.

Das Stichwort, das vielen geläufig sein dürfte ist das Nebenstromverhältnis µ.
Das Nebenstromverhältnis gibt das Verhältnis des Massenstroms im Innenkreis zum Außenkreis an. Normale Werte heutezutage sind so um die 5-6. Es strömt also in der selben Zeit das sechsfache an Masse durch den Außenkreis gegenüber dem Innenkreis.

Die Austrittsgeschwindigkeit erhöht man dann wiederum mit einem Nachbrenner ...

Hoffe, mein Beitrag trägt zur Klärung bei ?

Grüße,
Ingo