Ein Gasturbinentriebwerk ist ein Wärmekraftwerk, das nach dem Prinzip der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie arbeitet.

Im Folgenden betrachten wir im Detail die Funktionsweise eines Gasturbinentriebwerks sowie dessen Design, Typen, Vor- und Nachteile.

Besonderheiten von Gasturbinentriebwerken

Heutzutage wird dieser Motortyp am häufigsten in der Luftfahrt eingesetzt. Aufgrund der Beschaffenheit des Geräts sind sie leider nicht für normale Personenkraftwagen geeignet.

Im Vergleich zu anderen Verbrennungsmotoren hat das Gasturbinentriebwerk die höchste spezifische Leistung, was sein Hauptvorteil ist. Darüber hinaus kann ein solcher Motor nicht nur mit Benzin, sondern auch mit vielen anderen Arten von flüssigem Kraftstoff betrieben werden. In der Regel wird es mit Kerosin oder Diesel betrieben.

Gasturbinen- und Kolbenmotoren, die in Personenkraftwagen eingebaut sind, wandeln durch die Verbrennung von Kraftstoff die chemische Energie des Kraftstoffs in thermische und dann mechanische Energie um.

Der Prozess selbst ist jedoch bei diesen Einheiten etwas anders. Bei beiden Motoren erfolgt zunächst die Ansaugung (d. h. der Luftstrom gelangt in den Motor), dann wird der Kraftstoff komprimiert und eingespritzt, woraufhin sich das Brennelement entzündet, wodurch es sich stark ausdehnt und schließlich in den Motor abgegeben wird die Atmosphäre.

Der Unterschied besteht darin, dass bei Gasturbinengeräten alles gleichzeitig, aber in verschiedenen Teilen der Einheit stattfindet. Bei einem Kolbenmotor wird alles an einem Punkt ausgeführt, aber der Reihe nach.

Beim Durchströmen eines Turbinentriebwerks wird das Volumen der Luft stark komprimiert und dadurch der Druck um fast das Vierzigfache erhöht.

Die einzige Bewegung in der Turbine ist eine Rotationsbewegung, bei der sich wie bei anderen Verbrennungsmotoren zusätzlich zur Drehung der Kurbelwelle auch der Kolben bewegt.

Der Wirkungsgrad und die Leistung eines Gasturbinentriebwerks sind höher als die eines Kolbenmotors, obwohl Gewicht und Abmessungen geringer sind.

Für einen sparsamen Kraftstoffverbrauch ist die Gasturbine mit einem Wärmetauscher ausgestattet – einer Keramikscheibe, die vom Motor mit niedriger Drehzahl betrieben wird.

Aufbau und Funktionsprinzip des Gerätes

Der Aufbau des Motors ist nicht sehr komplex; er wird durch eine Brennkammer dargestellt, in der Düsen und Zündkerzen angebracht sind, die für die Kraftstoffzufuhr und die Erzeugung einer Funkenladung erforderlich sind. Der Kompressor ist auf einer Welle mit einem Rad mit Spezialschaufeln ausgestattet.

Darüber hinaus besteht der Motor aus Komponenten wie einem Getriebe, einem Einlasskanal, einem Wärmetauscher, einer Nadel, einem Diffusor und einem Abgasrohr.

Wenn sich die Kompressorwelle dreht, wird der durch den Ansaugkanal eintretende Luftstrom von seinen Schaufeln erfasst. Nachdem die Kompressorgeschwindigkeit auf fünfhundert m pro Sekunde erhöht wurde, wird es in den Diffusor gepumpt. Die Geschwindigkeit der Luft am Austritt des Diffusors nimmt ab, dafür steigt der Druck. Anschließend gelangt der Luftstrom in einen Wärmetauscher, wo er durch die Abgase erhitzt wird, und anschließend wird die Luft der Brennkammer zugeführt.

Zusammen mit ihm gelangt Kraftstoff dorthin, der durch die Düsen versprüht wird. Nachdem der Kraftstoff mit Luft vermischt wurde, entsteht ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, das sich durch den von der Zündkerze empfangenen Funken entzündet. Gleichzeitig beginnt der Druck in der Kammer zu steigen und das Turbinenrad wird durch auf die Radschaufeln fallende Gase angetrieben.

Dadurch wird das Drehmoment des Rades auf das Getriebe des Autos übertragen und die Abgase werden in die Atmosphäre abgegeben.

Vor- und Nachteile des Motors

Eine Gasturbine entwickelt wie eine Dampfturbine hohe Drehzahlen, wodurch sie trotz ihrer kompakten Größe eine gute Leistung erzielen kann.

Die Turbine wird sehr einfach und effizient gekühlt; hierfür sind keine zusätzlichen Geräte erforderlich. Es verfügt über keine reibenden Elemente und nur sehr wenige Lager, wodurch der Motor zuverlässig und lange Zeit ohne Ausfälle funktionieren kann.

Der Hauptnachteil solcher Einheiten besteht darin, dass die Materialkosten, aus denen sie hergestellt werden, recht hoch sind. Auch die Kosten für die Reparatur von Gasturbinentriebwerken sind beträchtlich. Trotzdem werden sie in vielen Ländern der Welt, auch in unserem, ständig verbessert und weiterentwickelt.

Gasturbinen werden nicht in Personenkraftwagen eingebaut, vor allem aufgrund der ständigen Notwendigkeit, die Temperatur der Gase, die in die Turbinenschaufeln eindringen, zu begrenzen. Dadurch sinkt die Effizienz des Gerätes und der Kraftstoffverbrauch steigt.

Heutzutage wurden bereits einige Methoden erfunden, die die Effizienz steigern können, beispielsweise durch die Kühlung der Schaufeln oder die Nutzung der Abgaswärme zur Erwärmung des in die Kammer eintretenden Luftstroms. Daher ist es durchaus möglich, dass Entwickler nach einiger Zeit in der Lage sein werden, mit eigenen Händen einen sparsamen Motor für ein Auto zu entwickeln.

Zu den Hauptvorteilen des Geräts zählen außerdem:

• Geringer Schadstoffgehalt in den Abgasen;
• Einfache Wartung (kein Ölwechsel erforderlich, alle Teile sind verschleißfest und langlebig);
• Es entstehen keine Vibrationen, da die rotierenden Elemente leicht ausgewuchtet werden können;
• Niedriger Geräuschpegel im Betrieb;
• Gute Drehmomentkurvencharakteristik;
• Springt schnell und problemlos an und die Reaktion des Motors auf Gas wird nicht verzögert;
• Erhöhte Leistungsdichte.

Arten von Gasturbinentriebwerken

Entsprechend ihrer Struktur werden diese Einheiten in vier Typen unterteilt. Der erste von ihnen ist ein Turbojet; er wird meist in Hochgeschwindigkeits-Militärflugzeugen eingebaut. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass Gase, die mit hoher Geschwindigkeit aus dem Motor austreten, das Flugzeug durch die Düse vorwärts treiben.

Ein anderer Typ sind Turbinenpropeller. Sein Design unterscheidet sich vom ersten dadurch, dass es einen anderen Turbinenabschnitt hat. Diese Turbine besteht aus einer Reihe von Schaufeln, die den Gasen, die durch die Verdichterturbine strömen, die restliche Energie entziehen und dadurch den Propeller drehen.

Die Schraube kann sich entweder an der Rückseite des Geräts oder an der Vorderseite befinden. Abgase werden durch Auspuffrohre abgeführt. Ein solches Strahlgerät wird in Flugzeugen eingesetzt, die mit geringer Geschwindigkeit und geringer Höhe fliegen.

Der dritte Typ ist ein Turbofan, der im Aufbau dem Vorgängertriebwerk ähnelt, dessen 2. Turbinensektion jedoch nicht vollständig die Energie aus den Gasen entnimmt und daher auch solche Triebwerke über Abgasrohre verfügen.

Das Hauptmerkmal eines solchen Motors besteht darin, dass sein in einem Gehäuse eingeschlossener Lüfter von einer Niederdruckturbine angetrieben wird. Daher wird der Motor auch als 2-Kreis-Motor bezeichnet, da der Luftstrom durch die Einheit, die einen internen Kreislauf darstellt, und durch ihren externen Kreislauf verläuft, der nur dazu dient, den Luftstrom zu leiten, der den Motor vorwärts treibt.

Die neuesten Flugzeuge sind mit Turbofan-Triebwerken ausgestattet. Sie arbeiten effektiv in großen Höhen und sind zudem wirtschaftlich.

Der letzte Typ ist Turbowelle. Der Aufbau und die Konstruktion eines solchen Gasturbinentriebwerks sind nahezu identisch mit denen des Vorgängertriebwerks, der Antrieb erfolgt jedoch fast ausschließlich über die Welle, die mit der Turbine verbunden ist. Am häufigsten wird es in Hubschraubern und sogar in modernen Panzern installiert.

Doppelkolbenmotor und kleiner Motor

Der gebräuchlichste Typ ist ein Zweiwellenmotor mit Wärmetauscher. Im Vergleich zu Geräten mit nur 1 Welle sind solche Geräte effizienter und leistungsstärker. Der 2-Wellen-Motor ist mit Turbinen ausgestattet, von denen eine den Kompressor und die andere die Achsen antreiben soll.

Eine solche Einheit verleiht dem Fahrzeug gute dynamische Eigenschaften und reduziert die Anzahl der Gänge im Getriebe.

Es gibt auch kleine Gasturbinentriebwerke. Sie bestehen aus einem Kompressor, einem Gas-Luft-Wärmetauscher, einer Brennkammer und zwei Turbinen, von denen sich eine im selben Gehäuse wie der Gaskollektor befindet.

Kleine Gasturbinentriebwerke werden hauptsächlich in Flugzeugen und Hubschraubern eingesetzt, die große Entfernungen zurücklegen, sowie in unbemannten Luftfahrzeugen und APUs.

Einheit mit Freikolbengenerator

Heutzutage sind Geräte dieser Art für Autos am vielversprechendsten. Die Motorstruktur wird durch einen Block dargestellt, der einen Kolbenkompressor und einen 2-Takt-Dieselmotor verbindet. In der Mitte befindet sich ein Zylinder mit zwei Kolben, die durch eine spezielle Vorrichtung miteinander verbunden sind.

Der Betrieb des Motors beginnt damit, dass beim Zusammenfahren der Kolben die Luft komprimiert wird und sich der Kraftstoff entzündet. Durch das verbrannte Gemisch entstehen Gase, die bei erhöhten Temperaturen zur Divergenz der Kolben beitragen. Die Gase gelangen dann in einen Gassammler. Durch die Spülschlitze gelangt Druckluft in den Zylinder, was zur Reinigung des Geräts von Abgasen beiträgt. Dann beginnt der Zyklus von neuem.

Zufälligerweise haben fast alle MBTs (Kampfpanzer) auf der Welt einen Dieselmotor. Es gibt nur zwei Ausnahmen: den T-80U und den Abrams. Welche Überlegungen haben sowjetische Spezialisten bei der Entwicklung des berühmten „Achtzigers“ geleitet und wie sind die Aussichten für dieses Auto derzeit?

Wie hat alles angefangen?

Der inländische T-80U erblickte 1976 erstmals das Licht der Welt, und 1980 stellten die Amerikaner ihren eigenen Abrams her. Bisher sind nur Russland und die Vereinigten Staaten mit Panzern mit einem Gasturbinenkraftwerk bewaffnet. Die Ukraine wird nicht berücksichtigt, da dort nur der T-80UD, eine Dieselversion des berühmten „Eighty“, im Einsatz ist.

Und alles begann im Jahr 1932, als in der UdSSR ein Konstruktionsbüro des Kirower Werks gegründet wurde. In seinen Tiefen entstand die Idee, einen grundlegend neuen Tank zu schaffen, der mit einem Gasturbinenkraftwerk ausgestattet ist. Durch diese Entscheidung wurde festgelegt, welcher Kraftstoff für den T-80U-Panzer künftig verwendet werden sollte: normaler Diesel oder Kerosin.

Der berühmte Designer Zh. Ya. Kotin, der an der Gestaltung der beeindruckenden IS arbeitete, dachte einst darüber nach, noch leistungsstärkere und besser bewaffnete Maschinen zu entwickeln. Warum richtete er seine Aufmerksamkeit auf das Gasturbinentriebwerk? Tatsache ist, dass er vorhatte, einen Panzer mit einem Gewicht im Bereich von 55 bis 60 Tonnen zu bauen, der für normale Mobilität einen Motor mit einer Leistung von mindestens 1000 PS erforderte. Mit. Von solchen Dieselmotoren konnte man damals nur träumen. Aus diesem Grund entstand die Idee, Luftfahrt- und Schiffbautechnologien (also Gasturbinentriebwerke) in den Panzerbau einzuführen.

Bereits 1955 begannen die Arbeiten, es entstanden zwei vielversprechende Modelle. Doch dann stellte sich heraus, dass die Ingenieure des Kirower Werks, die bisher nur Motoren für Schiffe entwickelt hatten, die technologische Aufgabe nicht vollständig verstanden. Die Arbeiten wurden eingeschränkt und dann ganz eingestellt, da N.S. Chruschtschow die gesamte Entwicklung schwerer Panzer völlig „ruinierte“. Zu diesem Zeitpunkt war es also nicht vorgesehen, dass der T-80U-Panzer auftauchte, dessen Motor auf seine Weise einzigartig war.

Allerdings macht es in diesem Fall keinen Sinn, Nikita Sergeevich wahllos die Schuld zu geben: Parallel zu ihm wurden auch vielversprechende Dieselmotoren vorgeführt, vor deren Hintergrund das ehrlich gesagt rohe Gasturbinentriebwerk sehr aussichtslos wirkte. Aber was soll man sagen, wenn sich dieser Motor erst in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts in Produktionspanzern „registrieren“ konnte und auch heute noch viele Militärangehörige solchen Kraftwerken gegenüber nicht die rosigste Einstellung haben. Es ist zu beachten, dass es dafür durchaus objektive Gründe gibt.

Fortsetzung der Arbeit

Nach der Entwicklung des weltweit ersten Kampfpanzers, dem T-64, änderte sich alles. Die Konstrukteure erkannten bald, dass auf dieser Basis ein noch fortschrittlicherer Panzer gebaut werden könnte... Die Schwierigkeit lag jedoch in den strengen Anforderungen der Landesführung: Er musste möglichst einheitlich mit bestehenden Fahrzeugen sein und deren Abmessungen nicht überschreiten. aber gleichzeitig als Mittel zum „Sprint zum Ärmelkanal“ genutzt werden können.

Und dann erinnerten sich alle wieder an das Gasturbinentriebwerk, da das native Kraftwerk des T-64 schon damals entschieden nicht den Anforderungen der Zeit entsprach. Damals beschloss Ustinov, den T-80U zu entwickeln. Der Haupttreibstoff und der Motor des neuen Panzers sollten zu seinen Höcbeitragen.

Es sind Schwierigkeiten aufgetreten

Das große Problem bestand darin, dass das neue Kraftwerk mit Luftreinigern irgendwie im Standard-T-64A-MTO untergebracht werden musste. Darüber hinaus forderte die Kommission ein Blocksystem: Vereinfacht gesagt musste der Motor so konstruiert sein, dass er bei einer Generalüberholung komplett ausgebaut und durch einen neuen ersetzt werden konnte. Natürlich ohne großen Zeitaufwand. Und während bei einem relativ kompakten Gasturbinentriebwerk alles relativ einfach war, bereitete das Luftreinigungssystem den Ingenieuren große Kopfschmerzen.

Aber selbst für einen Dieseltank ist dieses System äußerst wichtig, ganz zu schweigen von seinem Gasturbinen-Gegenstück beim T-80U. Unabhängig davon, welcher Brennstoff verwendet wird, werden die Turbinenschaufeln sofort mit Schlacke bedeckt und zerfallen, wenn die in die Brennkammer eintretende Luft nicht ordnungsgemäß von Verunreinigungen gereinigt wird.

Es sollte daran erinnert werden, dass alle Motorenkonstrukteure danach streben, sicherzustellen, dass die in die Zylinder oder Arbeitskammer der Turbine eintretende Luft zu 100 % staubfrei ist. Und es ist nicht schwer, sie zu verstehen, da Staub das Innere des Motors buchstäblich verschlingt. Im Wesentlichen wirkt es wie feines Schleifpapier.

Prototypen

Im Jahr 1963 schuf der bekannte Morozov einen Prototyp T-64T, auf dem ein Gasturbinentriebwerk mit einer sehr bescheidenen Leistung von 700 PS installiert war. Mit. Bereits 1964 entwickelten Designer aus Tagil unter der Leitung von L.N. Kartsev einen viel vielversprechenderen Motor, der 800 „Pferde“ produzieren konnte.

Doch die Konstrukteure sowohl in Charkow als auch in Nischni Tagil standen vor einer ganzen Reihe komplexer technischer Probleme, weshalb die ersten heimischen Panzer mit Gasturbinentriebwerken erst in den 80er Jahren auf den Markt kommen konnten. Am Ende erhielt nur der T-80U einen wirklich guten Motor. Auch die Art des verwendeten Kraftstoffs unterschied diesen Motor von früheren Prototypen, da der Tank alle Arten von herkömmlichem Dieselkraftstoff verwenden konnte.

Es war kein Zufall, dass wir oben die Staubaspekte beschrieben haben, denn am schwierigsten wurde das Problem einer qualitativ hochwertigen Luftreinigung. Die Ingenieure verfügten über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung von Turbinen für Hubschrauber... doch die Triebwerke der Hubschrauber arbeiteten im Dauerbetrieb, und die Frage der Staubverschmutzung in der Luft wurde auf dem Höhepunkt ihrer Arbeit überhaupt nicht thematisiert. Im Allgemeinen wurden die Arbeiten (seltsamerweise) nur auf Vorschlag Chruschtschows fortgesetzt, der von Raketenpanzern schwärmte.

Das „realistischste“ Projekt war das „Dragon“-Projekt. Ein leistungsstarker Motor war für ihn lebenswichtig.

Experimentelle Objekte

Im Allgemeinen war dies nicht verwunderlich, da bei solchen Maschinen eine erhöhte Mobilität, Kompaktheit und eine reduzierte Silhouette wichtig waren. 1966 beschlossen die Konstrukteure, einen anderen Weg einzuschlagen und stellten der Öffentlichkeit ein experimentelles Projekt vor, dessen Herzstück zwei GTD-350-Motoren waren, die, wie leicht zu verstehen ist, 700 PS leisteten. Mit. Das Kraftwerk wurde bei der nach ihm benannten NPO errichtet. V. Ya. Klimov, wo es zu diesem Zeitpunkt genügend erfahrene Spezialisten gab, die sich mit der Entwicklung von Turbinen für Flugzeuge und Schiffe beschäftigten. Sie waren es, die im Großen und Ganzen den T-80U erschufen, dessen Motor für seine Zeit wirklich eine einzigartige Entwicklung war.

Es wurde jedoch schnell klar, dass selbst ein Gasturbinentriebwerk eine komplexe und ziemlich launische Sache ist und die Paarung gegenüber einer herkömmlichen Monoblock-Schaltung absolut keine Vorteile bietet. Daher wurde 1968 von der Regierung und dem Verteidigungsministerium der UdSSR ein offizieller Erlass erlassen, die Arbeit an einer einzigen Version wieder aufzunehmen. Mitte der 70er Jahre war der Panzer fertig, der später weltweit unter der Bezeichnung T-80U bekannt wurde.

Hauptmerkmale

Das Layout (wie beim T-64 und T-72) ist klassisch, mit hinten montierter mechanischer Ausrüstung, Besatzung - drei Personen. Im Gegensatz zu den Vorgängermodellen erhielt der Fahrer hier gleich drei Triplexe, was die Sicht deutlich verbesserte. Sogar ein so unglaublicher Luxus für Haushaltstanks wie ein beheizter Arbeitsplatz wurde hier bereitgestellt.

Glücklicherweise gab es reichlich Wärme von der heißen Turbine. Daher ist der T-80U mit einem Gasturbinentriebwerk zu Recht ein Favorit der Tanker, da die Arbeitsbedingungen der Besatzung darin wesentlich komfortabler sind, wenn man diese Maschine mit dem T-64/72 vergleicht.

Der Körper wird durch Schweißen hergestellt, der Turm ist gegossen, der Neigungswinkel der Bleche beträgt 68 Grad. Wie beim T-64 kam hier eine kombinierte Panzerung aus Panzerstahl und Keramik zum Einsatz. Dank rationaler Neigungs- und Dickenwinkel bietet der T-80U-Panzer erhöhte Überlebenschancen der Besatzung unter schwierigsten Kampfbedingungen.

Es gibt auch ein entwickeltes System zum Schutz der Besatzung vor Massenvernichtungswaffen, einschließlich Atomwaffen. Der Aufbau des Gefechtsraums ähnelt fast vollständig dem des T-64B.

Eigenschaften des Motorraums

Die Konstrukteure mussten das Gasturbinentriebwerk im MTO noch in Längsrichtung positionieren, was automatisch zu einer leichten Vergrößerung der Fahrzeugabmessungen im Vergleich zum T-64 führte. Das Gasturbinentriebwerk wurde in Form eines Monoblocks mit einem Gewicht von 1050 kg hergestellt. Sein Merkmal war das Vorhandensein eines speziellen Getriebes, mit dem Sie das Maximum aus dem Motor herausholen können, sowie zwei Getriebe gleichzeitig.

Zur Stromversorgung dienten im MTO vier Tanks, deren Gesamtvolumen 1140 Liter beträgt. Es ist zu beachten, dass der T-80U mit einem Gasturbinentriebwerk, dessen Treibstoff in solchen Mengen gelagert wird, ein eher „gefräßiger“ Panzer ist, der 1,5 bis 2 Mal mehr Treibstoff verbraucht als der T-72. Und deshalb sind die Tankgrößen angemessen.

GTD-1000T ist in Dreiwellenbauweise konzipiert und verfügt über eine Turbine und zwei unabhängige Kompressoreinheiten. Der Stolz der Ingenieure ist die verstellbare Düseneinheit, die eine stufenlose Steuerung der Turbinendrehzahl ermöglicht und die Lebensdauer des T-80U deutlich erhöht. Welcher Kraftstoff wird empfohlen, um die Lebensdauer des Aggregats zu verlängern? Die Entwickler selbst sagen, dass hochwertiges Flugkerosin für diesen Zweck am besten geeignet sei.

Da zwischen den Kompressoren und der Turbine einfach keine Stromverbindung besteht, kann sich der Tank auch auf Böden mit sehr geringer Tragfähigkeit souverän bewegen und der Motor geht auch bei einem plötzlichen Stopp des Fahrzeugs nicht aus. Wovon „ernährt“ sich der T-80U? Der Treibstoff für seinen Motor kann unterschiedlich sein...

Turbineninstallation

Der Hauptvorteil des heimischen Gasturbinentriebwerks ist sein Allesfresser an Brennstoffen. Kann mit jeder Art von Dieselkraftstoff und Benzin mit niedriger Oktanzahl betrieben werden, die für Autos bestimmt sind. Aber! Der T-80U, dessen Treibstoff nur eine erträgliche Fließfähigkeit aufweisen darf, reagiert immer noch sehr empfindlich auf „nicht zugelassenen“ Treibstoff. Das Betanken mit nicht empfohlenen Treibstoffarten ist nur im Kampfeinsatz möglich, da es zu einer deutlichen Verkürzung der Lebensdauer der Triebwerks- und Turbinenschaufeln führt.

Der Motorstart erfolgt durch das Hochdrehen der Kompressoren, wofür zwei autarke Elektromotoren zuständig sind. Die akustische Signatur des T-80U-Panzers ist deutlich geringer als bei seinen Diesel-Gegenstücken, sowohl aufgrund der Eigenschaften der Turbine selbst als auch aufgrund des speziell angeordneten Abgassystems. Darüber hinaus ist das Fahrzeug insofern einzigartig, als beim Bremsen sowohl der Motor selbst genutzt wird, wodurch der schwere Panzer fast augenblicklich stoppt.

Wie wird das gemacht? Tatsache ist, dass die Turbinenschaufeln beginnen, sich in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, wenn Sie einmal das Bremspedal betätigen. Dieser Prozess stellt eine enorme Belastung für das Material der Schaufeln und der gesamten Turbine dar und wird daher elektronisch gesteuert. Deshalb sollten Sie bei einem plötzlichen Bremsvorgang das Gaspedal sofort vollständig durchtreten. In diesem Fall werden die hydraulischen Bremsen sofort aktiviert.

Dank des automatischen Steuerungssystems wurde der Verschleiß der Messer um mindestens 10 % reduziert, und bei richtiger Betätigung des Bremspedals und Gangwechsels kann der Fahrer ihn um 5–7 % reduzieren. Was ist übrigens der Haupttreibstoff für diesen Tank? Der T-80U sollte unter idealen Bedingungen betankt werden, hochwertiger Dieselkraftstoff reicht jedoch aus.

Luftreinigungssysteme

Zum Einsatz kam ein Zyklon-Luftreiniger, der Staub und andere Fremdverunreinigungen zu 97 % aus der Ansaugluft entfernte. Bei Abrams liegt dieser Wert übrigens (aufgrund der normalen zweistufigen Reinigung) bei nahezu 100 %. Aus diesem Grund ist der Treibstoff für den T-80U-Panzer ein heikles Thema, da er viel mehr verbraucht, wenn wir den Panzer mit seinem amerikanischen Konkurrenten vergleichen.

Die restlichen 3 % Staub setzen sich in Form von verkrusteter Schlacke auf den Turbinenschaufeln ab. Um es zu entfernen, stellten die Konstrukteure ein automatisches Vibrationsreinigungsprogramm bereit. Zu beachten ist, dass an die Lufteinlässe spezielle Geräte für Unterwasserfahrten angeschlossen werden können. Damit können Sie Flüsse mit einer Tiefe von bis zu fünf Metern überwinden.

Das Getriebe des Panzers ist Standard – mechanisch, Planetengetriebe. Enthält zwei Boxen, zwei Getriebe, zwei hydraulische Antriebe. Es gibt vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Die Stützrollen sind gummiert. Die Ketten verfügen auch über interne Ketten. Aus diesem Grund verfügt der T-80U-Panzer über ein sehr teures Fahrgestell.

Die Spannung erfolgt über Schneckenmechanismen. Die Federung ist kombiniert und umfasst sowohl Torsionsstäbe als auch hydraulische Stoßdämpfer auf drei Rollen.

Waffeneigenschaften

Die Hauptwaffe ist eine Kanone des Modells 2A46M-1, deren Kaliber 125 mm beträgt. Genau die gleichen Geschütze wurden auf den T-64/72-Panzern sowie auf der bekannten selbstfahrenden Panzerabwehrkanone Sprut installiert.

Die Bewaffnung (wie beim T-64) war in zwei Ebenen vollständig stabilisiert. Erfahrene Panzerbesatzungen sagen, dass die Reichweite eines direkten Schusses auf ein visuell beobachtetes Ziel 2100 m erreichen kann. Die Munition ist Standard: hochexplosive Splitter-, Unterkaliber- und kumulative Granaten. Der automatische Lader kann bis zu 28 Patronen gleichzeitig aufnehmen, mehrere weitere können im Kampfraum untergebracht werden.

Bei der Hilfswaffe handelte es sich um ein 12,7-mm-Utes-Maschinengewehr, aber die Ukrainer haben schon lange ähnliche Waffen eingebaut und sich dabei an den Kundenanforderungen orientiert. Ein großer Nachteil einer Maschinengewehrhalterung ist die Tatsache, dass nur der Panzerkommandant von ihr aus schießen kann und dazu in jedem Fall den gepanzerten Raum des Fahrzeugs verlassen muss. Da die Anfangsballistik eines 12,7-mm-Geschoss der eines Projektils sehr ähnlich ist, besteht der wichtigste Zweck eines Maschinengewehrs auch darin, das Gewehr auf Null zu stellen, ohne die Hauptmunition zu verschwenden.

Munitionsständer

Das mechanisierte Munitionsregal wurde von den Konstrukteuren entlang des gesamten Umfangs des bewohnbaren Tankvolumens platziert. Da ein erheblicher Teil der gesamten Logistik des T-80-Panzers aus Treibstofftanks besteht, waren die Konstrukteure aus Gründen der Volumenerhaltung gezwungen, nur die Granaten selbst horizontal zu platzieren, während die Treibladungen vertikal in der Trommel stehen. Dies ist ein sehr deutlicher Unterschied zwischen den „Achtzigern“ und den T-64/72-Panzern, bei denen Granaten mit Treibladungen horizontal auf der Höhe der Walzen angeordnet sind.

Funktionsprinzip des Hauptgeschützes und der Ladevorrichtung

Wenn der entsprechende Befehl empfangen wird, beginnt sich die Trommel zu drehen und bringt gleichzeitig den ausgewählten Projektiltyp in die Ladeebene. Danach wird der Mechanismus verriegelt, das Projektil und die Treibladung werden mit einem an einer Stelle befestigten Stößel in die Waffe gelenkt. Nach dem Schuss wird die Patronenhülse durch einen speziellen Mechanismus automatisch erfasst und in die leere Zelle der Trommel gelegt.

Das Ladekarussell gewährleistet eine Feuerrate von mindestens sechs bis acht Schuss pro Minute. Wenn der automatische Lader ausfällt, können Sie die Waffe manuell laden, aber die Tanker selbst halten eine solche Entwicklung für unrealistisch (zu schwierig, mühsam und zeitaufwändig). Der Panzer verfügt über ein TPD-2-49-Visier, das unabhängig vom Geschütz in der vertikalen Ebene stabilisiert wird und es ihm ermöglicht, die Entfernung zu bestimmen und das Ziel auf Entfernungen von 1000–4000 m anzuvisieren.

Einige Modifikationen

1978 wurde der T-80U-Panzer mit Gasturbinentriebwerk leicht modernisiert. Die wichtigste Neuerung war das Erscheinen des Raketensystems 9K112-1 Cobra, das von 9M112-Raketen abgefeuert wurde. Die Rakete konnte ein gepanzertes Ziel in einer Entfernung von bis zu 4 Kilometern treffen, wobei die Wahrscheinlichkeit dafür je nach Geländebeschaffenheit und Geschwindigkeit des Ziels zwischen 0,8 und 1 lag.

Da die Rakete die Abmessungen eines Standard-125-mm-Projektils vollständig nachbildet, kann sie in jedem Fach des Lademechanismus untergebracht werden. Diese Munition ist ausschließlich gegen gepanzerte Fahrzeuge „geschärft“, der Sprengkopf ist nur kumulativ. Wie ein normaler Schuss besteht die Rakete aus zwei Teilen, deren Kombination während des normalen Betriebs des Lademechanismus erfolgt. Das Zielen erfolgt im halbautomatischen Modus: Der Schütze muss in den ersten Sekunden den Fangrahmen fest auf dem angegriffenen Ziel halten.

Die Führung erfolgt entweder optisch oder durch gezieltes Funksignal. Um die Wahrscheinlichkeit, ein Ziel zu treffen, zu maximieren, kann der Schütze je nach Kampfsituation und umliegendem Gelände einen von drei Raketenflugmodi auswählen. Wie die Praxis gezeigt hat, ist dies nützlich, wenn gepanzerte Fahrzeuge angegriffen werden, die durch aktive Gegenmaßnahmensysteme geschützt sind.

Zentrifugalstufe des TVaD-Kompressors.

Heute setzen wir unsere Geschichtenreihe über Flugzeugtriebwerkstypen fort.

Wie Sie wissen, ist der Hauptknoten eines jeden Gasturbinentriebwerk(GTE) ist ein Turbolader. Darin arbeitet der Kompressor mit einer Turbine zusammen, die ihn dreht. Die Funktionen der Turbine können hierauf beschränkt sein. Dann wird die gesamte verbleibende Nutzenergie des durch den Motor strömenden Gasstroms im Ausgabegerät abgegeben ( Strahldüse). Wie mein Lehrer sagte: „geht in den Wind“ :-). Dadurch entsteht Strahlschub und das Gasturbinentriebwerk wird konventionell (Turbostrahltriebwerk).

Aber man kann es auch anders machen. Schließlich kann die Turbine neben dem Kompressor auch andere notwendige Aggregate in Rotation versetzen und dabei die verbleibende Nutzenergie nutzen. Dies könnte beispielsweise ein Flugzeug sein. In diesem Fall wird das Gasturbinentriebwerk schmaler, wobei immer noch 10-15 % der Energie „in der Luft“ aufgewendet werden :-), das heißt, es erzeugt Strahlschub.

Das Funktionsprinzip eines Turbowellenmotors.

Wenn aber die gesamte Nutzenergie des Motors auf der Welle erzeugt und über diese zum Antrieb der Aggregate übertragen wird, dann haben wir bereits die sogenannte Turbowellenmotor(TvaD).

Ein solcher Motor ist am häufigsten vorhanden freie Turbine. Das heißt, die gesamte Turbine ist sozusagen in zwei mechanisch unverbundene Teile geteilt. Die Verbindung zwischen ihnen ist nur gasdynamisch. Der Gasstrom, der die erste Turbine dreht, gibt einen Teil seiner Leistung ab, um den Kompressor zu drehen und dann die zweite zu drehen, wodurch nützliche Einheiten durch die Welle dieser (zweiten) Turbine angetrieben werden. Bei diesem Motor gibt es keine Düse. Das heißt, es gibt natürlich eine Auslassvorrichtung für Abgase, aber diese ist keine Düse und erzeugt keinen Schub. Nur ein Rohr... Oft auch gebogen :-).

Anordnung des Arriel 1E2-Motors.

ARRIEL 1E2 Turbowellenmotor.

Eurocopter BK 117 mit 2 Arriel 1E2 Turbowellenmotoren.

Die Abtriebswelle des TvaD, von der die gesamte Nutzleistung abgenommen wird, kann entweder nach hinten durch den Kanal des Abtriebsgeräts oder nach vorne gerichtet werden, entweder durch die Hohlwelle des Turboladers oder durch ein Getriebe außerhalb des Motorgehäuses .

Arrius 2B2-Motorlayout.

ARRIUS 2B2 Turbowellenmotor.

Eurocopter EC 135 mit 2 Arrius 2B2 Turbowellenmotoren.

Es muss gesagt werden, dass das Getriebe ein unverzichtbares Zubehör ist Turbowellenmotor. Denn die Drehzahl sowohl des Turboladerrotors als auch des freien Turbinenrotors ist so hoch, dass diese Rotation nicht direkt auf die angetriebenen Aggregate übertragen werden kann. Sie werden einfach nicht in der Lage sein, ihre Funktionen zu erfüllen und können sogar zusammenbrechen. Daher muss zwischen der Freiturbine und dem Nutzaggregat ein Getriebe eingebaut werden, um die Drehzahl der Antriebswelle zu reduzieren.

Makila 1A1-Motoranordnung.

Turbowellenmotor MAKILA 1A1

Eurocopter AS 332 Super Puma mit 2 Makila 1A1 Turbowellenmotoren

Der TvaD-Kompressor kann (sofern der Motor leistungsstark ist) beides sein. Oftmals ist der Kompressor gemischt aufgebaut, das heißt, er verfügt sowohl über Axial- als auch über Zentrifugalstufen. Ansonsten entspricht das Funktionsprinzip dieses Triebwerks dem eines Turbostrahltriebwerks. Ein Beispiel für die Vielfalt der TvaD-Designs sind die Motoren des berühmten französischen Motorenbauunternehmens TURBOMEKA. Hier präsentiere ich eine Reihe von Illustrationen zu diesem Thema (davon gibt es heute tatsächlich viele :-)... Nun ja, viel ist nicht wenig... :-)).

Arrius 2K1-Motorlayout

ARRIUS 2K1 Turbowellenmotor.

Hubschrauber Agusta A-109S mit 2 Arrius 2K1 Turbowellenmotoren.

Seine Hauptanwendung Turbowellenmotor findet man heute natürlich in der Luftfahrt, vor allem auf . Es wird oft als Hubschrauber-Gasturbinentriebwerk bezeichnet. Die Nutzlast ist in diesem Fall der Hauptrotor des Hubschraubers. Ein bekanntes Beispiel (außer den Franzosen :-)) sind die immer noch weit verbreiteten und hervorragenden klassischen Hubschrauber MI-8 und MI-24 mit TV2-117- und TV3-117-Triebwerken.

MI-8T-Hubschrauber mit 2 TV2-117-Turbowellenmotoren.

TV2-117 Turbowellenmotor.

MI-24-Hubschrauber mit 2 TV3-117-Turbowellenmotoren.

Wellenwellenmotor TV3-117 für den Hubschrauber MI-24.

Darüber hinaus kann TvaD als verwendet werden Hilfsaggregat(APU, mehr dazu in :-)), sowie in Form von speziellen Vorrichtungen zum Starten von Motoren. Solche Geräte sind Miniaturgeräte Turbowellenmotor, deren freie Turbine beim Starten den Rotor des Hauptmotors dreht. Dieses Gerät wird Turbostarter genannt. Als Beispiel kann ich den TS-21-Turbostarter nennen, der im AL-21F-3-Triebwerk verwendet wird und in SU-24-Flugzeugen eingebaut ist, insbesondere in meiner eigenen SU-24MR :-)…

AL-21F-3-Motor mit TS-21-Turbostarter.

Turbostarter TS-21, aus dem Motor ausgebaut.

Frontbomber SU-24M mit 2 AL-21F-3-Triebwerken.

Apropos Turbowellenmotoren Man kann nicht umhin, die völlig nicht-luftfahrtbezogene Verwendungsrichtung zu erwähnen. Tatsache ist, dass das Gasturbinentriebwerk ursprünglich kein Luftfahrtmonopol war. Ihr Hauptarbeitselement, die Gasturbine, wurde lange vor dem Aufkommen der Flugzeuge entwickelt. Und das Gasturbinentriebwerk war für prosaischere Zwecke gedacht als für den Flug in den Elementen :-). Dieses luftige Element eroberte ihn dennoch. Der nicht-luftfahrtbezogene, alltägliche Zweck existiert jedoch und hat nicht an Ernsthaftigkeit verloren, ganz im Gegenteil.

Sowohl am Boden als auch in der Luft sind Gasturbinentriebwerke ( Turbowellenmotor) wird im Transportwesen verwendet.

Das erste ist das Pumpen von Erdgas durch große Pipelines und Gaspumpstationen. Als leistungsstarke Pumpen kommen hier Gasturbinentriebwerke zum Einsatz.

Der zweite ist der Wassertransport. Schiffe, die Turbowellen-Gasturbinentriebwerke verwenden, werden Gasturbinenschiffe genannt. Dabei handelt es sich meist um Tragflügelboote mit Propellerantrieb Turbowellenmotor mechanisch durch ein Getriebe oder elektrisch durch einen Generator, der es dreht. Oder es handelt sich um Luftkissenfahrzeuge, die mit einem Gasturbinentriebwerk hergestellt werden.

Gasturbinenschiff „Cyclone-M“ mit 2 Gasturbinentriebwerken DO37.

In der russischen Geschichte gab es nur zwei Passagiergasturbinenschiffe. Das letzte vielversprechende Schiff, die Cyclone-M, erschien 1986 zu einem sehr ungünstigen Zeitpunkt. Nachdem es alle Tests erfolgreich bestanden hatte, hörte es für Russland „sicher“ auf zu existieren. Perestroika... Es wurden keine derartigen Schiffe mehr gebaut. Aber das Militär schneidet in dieser Hinsicht etwas besser ab. Was ist es alleine wert? Landungsschiff "Zubr", das größte Luftkissenfahrzeug der Welt.

Landendes Luftkissenfahrzeug „Zubr“ mit Gasturbinentriebwerken.

Der dritte ist der Schienenverkehr. Lokomotiven, die von Turbowellen-Gasturbinentriebwerken angetrieben werden, werden als Gasturbinenlokomotiven bezeichnet. Sie nutzen die sogenannte elektrische Übertragung. Der Gasturbinenmotor dreht den elektrischen Generator und der von ihm erzeugte Strom wiederum dreht die Elektromotoren, die die Lokomotive antreiben. In den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden in der UdSSR drei Gasturbinenlokomotiven recht erfolgreich im Probebetrieb eingesetzt. Zwei Passagiere und eine Fracht. Allerdings konnten sie der Konkurrenz mit Elektrolokomotiven nicht standhalten und Anfang der 70er Jahre wurde das Projekt eingestellt. Doch 2007 wurde auf Initiative der JSC Russian Railways ein Prototyp einer Gasturbinenlokomotive mit einem Gasturbinentriebwerk hergestellt, das mit Flüssigerdgas (wieder kryogener Kraftstoff :-)) betrieben wird. Die Gasturbinenlokomotive hat die Tests erfolgreich bestanden und ihr weiterer Betrieb ist geplant.

Und schließlich der vierte, wahrscheinlich exotischste... Panzer. Beeindruckende Kampfmaschinen. Derzeit sind zwei Typen aktuell eingesetzter Kampfpanzer mit Gasturbinentriebwerken weithin bekannt. Dabei handelt es sich um den amerikanischen M1 Abrams und den russischen T-80.

M1A1 Abrams-Panzer mit AGT-1500-Gasturbinentriebwerk.

In allen oben genannten Fällen der Verwendung von Gasturbinentriebwerken (das Wesentliche). Turbowellenmotor) ersetzt er in der Regel einen Dieselmotor. Dies liegt daran, dass (wie ich hier bereits beschrieben habe) ein Turbowellenmotor bei gleichen Abmessungen einen Dieselmotor in der Leistung deutlich übertrifft, viel weniger Gewicht und Lärm hat.

Panzer T-80 mit Gasturbinentriebwerk GTD-1000T.

Allerdings hat es auch einen großen Nachteil: Es hat einen relativ geringen Wirkungsgrad, was zu einem hohen Kraftstoffverbrauch führt. Dies verringert natürlich die Reichweite jedes Fahrzeugs (einschließlich Panzer :-)). Darüber hinaus ist es empfindlich gegenüber Schmutz und Fremdkörpern, die mit der Luft angesaugt werden. Sie können die Kompressorschaufeln beschädigen. Daher ist es beim Einsatz eines solchen Motors erforderlich, recht große Reinigungssysteme zu schaffen.

Diese Mängel sind ziemlich gravierend. Deshalb Turbowellenmotor ist in der Luftfahrt weitaus weiter verbreitet als im Bodentransport. Da lässt dieser fleißige Motor, ohne dass etwas kaputtgeht :-), es in die Luft steigen. Und sie verwandeln sich in ihrem natürlichen Element von auf den ersten Blick unbeholfenen Maschinen in erstaunlich schöne und leistungsfähige Kreationen menschlicher Hände ... Trotzdem ist die Luftfahrt großartig :-) ...

P.S.

Schauen Sie einfach, was sie tun!

Alle Fotos und Diagramme sind anklickbar.

Der handgeführte Traktor am Heck des Panzerrumpfes ist in Längsrichtung angeordnet, was eine leichte Verlängerung des Fahrzeugs im Vergleich zum T-64 erforderte. Der Motor besteht aus einem einzigen Block mit einer Gesamtmasse von 1050 kg, verfügt über ein eingebautes Kegelstirnradgetriebe und ist kinematisch mit zwei integrierten Planetengetrieben verbunden. Der Motor- und Getrieberaum verfügt über vier Kraftstofftanks mit einem Fassungsvermögen von jeweils 385 Litern (die gesamte Kraftstoffreserve im reservierten Volumen betrug 1140 Liter).

Ein wichtiger Vorteil des Gasturbinenkraftwerks war seine Vielseitigkeit. Der Motor wird mit den Flugkraftstoffen TS-1 und TS-2, Dieselkraftstoffen und Autobenzinen mit niedriger Oktanzahl betrieben. Der Startvorgang des Gasturbinentriebwerks erfolgt automatisiert; die Drehung der Verdichterrotoren erfolgt über zwei Elektromotoren.

Aufgrund des hinteren Auspuffs sowie des im Vergleich zu einem Dieselmotor charakteristischen niedrigen Geräuschpegels der Turbine konnte die akustische Signatur des Tanks etwas reduziert werden.

Zu den Merkmalen des T-80 gehört das erste implementierte kombinierte Bremssystem mit gleichzeitiger Verwendung eines Gasturbinentriebwerks und mechanisch-hydraulischer Bremsen. Der verstellbare Düsenapparat der Turbine ermöglicht es, die Richtung des Gasstroms zu ändern, wodurch sich die Schaufeln in die entgegengesetzte Richtung drehen (dies stellt natürlich eine große Belastung für die Leistungsturbine dar, die besondere Maßnahmen zu ihrem Schutz erforderte). Der Tankbremsvorgang läuft wie folgt ab: Wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, beginnt die Bremsung über die Turbine. Beim weiteren Treten des Pedals werden auch die mechanischen Bremseinrichtungen aktiviert.

Das Gasturbinentriebwerk des T-80-Panzers verwendet ein automatisches Motorbetriebsmodus-Kontrollsystem (SAUR), das Temperatursensoren vor und hinter der Leistungsturbine, einen Temperaturregler (RT) sowie darunter installierte Endschalter umfasst Bremspedale und RSA im Zusammenhang mit dem RT- und Kraftstoffversorgungssystem. Durch den Einsatz automatischer Steuerungssysteme konnte die Lebensdauer der Turbinenschaufeln um mehr als das Zehnfache erhöht werden, und bei häufiger Betätigung der Bremse und des RSA-Pedals zum Gangwechsel (was bei der Bewegung des Panzers über unwegsames Gelände der Fall ist) Der Kraftstoffverbrauch wird um 5–7 % reduziert.

Um die Turbine vor Staub zu schützen, wurde eine Trägheitsmethode (sog. „Zyklon“) zur Luftreinigung eingesetzt, die eine 97-prozentige Reinigung ermöglicht. Allerdings setzen sich immer noch ungefilterte Staubpartikel auf den Turbinenschaufeln ab. Um sie zu entfernen, wenn sich der Tank unter besonders schwierigen Bedingungen bewegt, ist ein Vibrationsreinigungsverfahren für die Schaufeln vorgesehen. Darüber hinaus wird vor dem Starten und nach dem Abstellen des Motors eine Spülung durchgeführt.

Das T-80-Getriebe ist ein mechanisches Planetengetriebe. Es besteht aus zwei Einheiten, die jeweils über ein Bordgetriebe, einen Achsantrieb und hydraulische Servos des Bewegungssteuerungssystems verfügen. Drei Planetengetriebe und fünf Reibungskontrollvorrichtungen in jedem Seitenkasten sorgen für vier Vorwärts- und einen Rückwärtsgang.
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Eine wesentliche Neuerung war der Einsatz eines Hilfsaggregats GTA-18A mit einer Leistung von 30 PS am Panzer. pp., mit dem Sie Kraftstoff sparen können, während der Panzer geparkt ist, während eines Verteidigungskampfs sowie im Hinterhalt. Auch die Lebensdauer der Hauptmaschine wird geschont. Das Hilfsaggregat, das sich am Heck des Fahrzeugs in einem Bunker am linken Kotflügel befindet, ist in das Gesamtbetriebssystem des Gasturbinentriebwerks „eingebaut“ und erfordert für seinen Betrieb keine zusätzlichen Geräte.

Zwei unabhängige Wellen mit Radialverdichtern und ihren Turbinen

Strömungsteil des GTD-1000, Längsschnitt

Brennkammer, Kompressorturbinen und RSA GTD-1000

Auf diesen Fotos sehe ich zwei koaxiale Wellen (eine in der anderen) und die dritte ist wahrscheinlich auch koaxial dazu, aber nur nicht starr mit ihnen verbunden. All dies wurde aus Gründen der Kompaktheit durchgeführt; bei Flugzeuggasturbinentriebwerken wird ungefähr das gleiche Schema verwendet, aber am Ende gibt es einfach keine freie Turbine – sie wird nicht benötigt.

Ich weiß übrigens nicht, wo der RSA GTD-1000 ist, aber wenn er wirklich hier ist, ist er entweder sehr klein oder meine Version

Heutzutage besteht die Luftfahrt fast zu 100 % aus Maschinen, die ein Kraftwerk vom Typ Gasturbine nutzen. Mit anderen Worten: Gasturbinentriebwerke. Trotz der wachsenden Beliebtheit des Flugverkehrs wissen jedoch nur wenige Menschen, wie der summende und pfeifende Behälter funktioniert, der unter der Tragfläche dieses oder jenes Verkehrsflugzeugs hängt.

Funktionsprinzip Gasturbinentriebwerk.

Ein Gasturbinentriebwerk ist, wie ein Kolbenmotor in jedem Auto, ein Verbrennungsmotor. Beide wandeln die chemische Energie des Kraftstoffs durch Verbrennung in thermische Energie und dann in nutzbare mechanische Energie um. Die Art und Weise, wie dies geschieht, ist jedoch etwas anders. In beiden Motoren gibt es 4 Hauptprozesse – Einlass, Kompression, Expansion, Auslass. Diese. In jedem Fall gelangen zunächst Luft (aus der Atmosphäre) und Kraftstoff (aus Tanks) in den Motor, dann wird die Luft komprimiert und Kraftstoff eingespritzt, woraufhin sich das Gemisch entzündet, wodurch es sich deutlich ausdehnt und schließlich freigesetzt wird in die Atmosphäre. Von all diesen Aktionen erzeugt nur die Expansion Energie; alle anderen sind notwendig, um diese Aktion sicherzustellen.

Was ist nun der Unterschied? Bei Gasturbinentriebwerken laufen alle diese Prozesse ständig und gleichzeitig ab, jedoch an verschiedenen Teilen des Triebwerks, und bei Kolbentriebwerken – an einem Ort, aber zu unterschiedlichen Zeiten und abwechselnd. Darüber hinaus kann bei der Verbrennung umso mehr Energie gewonnen werden, je stärker die Luft komprimiert ist. Das Verdichtungsverhältnis von Gasturbinentriebwerken liegt heute bereits bei 35–40:1, d. h. Wenn Luft durch den Motor strömt, verringert sich ihr Volumen und erhöht dementsprechend ihren Druck um das 35- bis 40-fache. Zum Vergleich: Bei Kolbenmotoren liegt dieser Wert bei den modernsten und fortschrittlichsten Modellen nicht über 8-9:1. Dementsprechend ist ein Gasturbinentriebwerk bei gleichem Gewicht und gleichen Abmessungen deutlich leistungsstärker und weist einen höheren Wirkungsgrad auf. Genau aus diesem Grund sind Gasturbinentriebwerke heute in der Luftfahrt weit verbreitet.

Und nun mehr zum Design. Im Motor laufen die vier oben aufgeführten Prozesse ab, die in einem vereinfachten Diagramm unter den Zahlen dargestellt sind:

• Lufteinlass – 1 (Lufteinlass)
• Komprimierung – 2 (Kompressor)
• Mischen und Zünden – 3 (Brennkammer)
• Auspuff – 5 (Auspuffdüse)
• Der mysteriöse Abschnitt Nummer 4 wird Turbine genannt. Dies ist ein integraler Bestandteil jedes Gasturbinentriebwerks. Sein Zweck besteht darin, Energie aus Gasen zu gewinnen, die mit enormer Geschwindigkeit aus der Brennkammer austreten. Es befindet sich auf derselben Welle wie der Kompressor (2), der ihn in Aktion setzt.

Dadurch entsteht ein geschlossener Kreislauf. Luft gelangt in den Motor, wird komprimiert, mit Kraftstoff vermischt, gezündet und zu den Turbinenschaufeln geleitet, die den Gasen bis zu 80 % der Leistung entziehen, um den Kompressor zu drehen. Alles, was übrig bleibt, bestimmt die endgültige Motorleistung, die genutzt werden kann auf unterschiedliche Weise.

Je nach Art der weiteren Nutzung dieser Energie werden Gasturbinentriebwerke unterteilt in:

• Turbojet
• Turboprop
• Turbofan
• Turbowelle

Der im Diagramm oben gezeigte Motor ist Turbojet. Man kann von einer „reinen“ Gasturbine sprechen, weil die Gase, nachdem sie die Turbine passiert haben, die den Kompressor dreht, mit großer Geschwindigkeit durch die Abgasdüse aus dem Triebwerk austreten und so das Flugzeug vorwärts treiben. Solche Motoren werden heute hauptsächlich in Hochgeschwindigkeits-Kampfflugzeugen eingesetzt.

Turboprop Triebwerke unterscheiden sich von Turbostrahltriebwerken dadurch, dass sie über einen zusätzlichen Turbinenabschnitt, auch Niederdruckturbine genannt, verfügen, der aus einer oder mehreren Schaufelreihen besteht, die den Gasen die nach der Verdichterturbine verbleibende Energie entziehen und so den Propeller drehen, der dies tun kann entweder vor oder hinter dem Motor angebracht sein. Nach dem zweiten Abschnitt der Turbine entweichen die Abgase tatsächlich durch die Schwerkraft und haben praktisch keine Energie, so dass sie einfach über Abgasrohre abgeführt werden. Ähnliche Motoren werden in Flugzeugen mit niedriger Geschwindigkeit und geringer Flughöhe eingesetzt.

Turbofan Die Motoren sind ähnlich aufgebaut wie Turboprop-Motoren, nur der zweite Abschnitt der Turbine entnimmt nicht die gesamte Energie aus den Abgasen, daher verfügen solche Motoren auch über eine Abgasdüse. Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, dass die Niederdruckturbine einen Ventilator antreibt, der in einem Gehäuse eingeschlossen ist. Aus diesem Grund wird ein solcher Motor auch als Zweikreismotor bezeichnet, da die Luft durch den inneren Kreislauf (den Motor selbst) und den äußeren Kreislauf strömt, der nur dazu dient, den Luftstrom zu lenken, der den Motor vorwärts treibt. Deshalb haben sie eine eher „pummelige“ Form. Diese Triebwerke werden in den meisten modernen Verkehrsflugzeugen eingesetzt, da sie bei Geschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit am wirtschaftlichsten und bei Flügen in Höhen über 7000–8000 m und bis zu 12000–13000 m effektiv sind.

Turbowelle Die Motoren sind im Design fast identisch mit Turboprops, außer dass die Welle, die mit der Niederdruckturbine verbunden ist, aus dem Motor kommt und absolut alles antreiben kann. Solche Motoren werden in Hubschraubern eingesetzt, bei denen zwei oder drei Motoren einen einzelnen Hauptrotor und einen ausgleichenden Heckpropeller antreiben. Sogar Panzer wie der T-80 und der amerikanische Abrams verfügen mittlerweile über ähnliche Kraftwerke.

Gasturbinentriebwerke werden auch nach anderen klassifiziert Zeichen:

• nach Art des Eingabegeräts (einstellbar, ungeregelt)
• nach Kompressortyp (Axial, Zentrifugal, Axialzentrifugal)
• nach Art des Luft-Gas-Weges (Direktströmung, Schleife)
• nach Turbinentyp (Anzahl der Stufen, Anzahl der Rotoren usw.)
• nach Art der Strahldüse (einstellbar, ungeregelt) usw.

Turbostrahltriebwerk mit Axialverdichter hat weite Verbreitung gefunden. Bei laufendem Motor findet ein kontinuierlicher Prozess statt. Die Luft strömt durch den Diffusor, wird verlangsamt und gelangt in den Kompressor. Anschließend gelangt es in die Brennkammer. Über Düsen wird der Kammer auch Kraftstoff zugeführt, das Gemisch wird verbrannt und die Verbrennungsprodukte bewegen sich durch die Turbine. Die Verbrennungsprodukte in den Turbinenschaufeln dehnen sich aus und versetzen sie in Rotation. Als nächstes treten Gase aus der Turbine mit reduziertem Druck in die Strahldüse ein und strömen mit großer Geschwindigkeit heraus, wodurch Schub entsteht. Die maximale Temperatur tritt auch im Wasser der Brennkammer auf.

Kompressor und Turbine befinden sich auf derselben Welle. Zur Kühlung der Verbrennungsprodukte wird Kaltluft zugeführt. In modernen Strahltriebwerken kann die Betriebstemperatur den Schmelzpunkt der Rotorblattlegierungen um etwa 1000 °C überschreiten. Das Kühlsystem von Turbinenteilen und die Auswahl hitzebeständiger und hitzebeständiger Triebwerksteile sind eines der Hauptprobleme bei der Konstruktion von Strahltriebwerken aller Art, auch von Turbostrahltriebwerken.

Eine Besonderheit von Strahltriebwerken mit Radialverdichter ist die Konstruktion der Verdichter. Das Funktionsprinzip solcher Motoren ähnelt Motoren mit Axialverdichter.

Gasturbinentriebwerk. Video.

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