D. Peitsch

Das Sekundärluftsystem von Gasturbinen übernimmt sehr wichtige Funktionen, ohne die der Betrieb bei den heutigen Randbedingungen im Bezug auf Drücke und Gastemperaturen nicht möglich wäre. Dazu gehören unter anderem die Kühlung der Turbinenbaugruppen, Lagerkammerabdichtung und Sicherung gegen Heißgaseinzug in den Innenbereich des Triebwerks entlang des gesamten Heißgaskanals. Gegenüber stationär betriebenen Gasturbinen besteht bei Luftfahrtantrieben die besondere Herausforderung, dass diese Funktionen über einen weiten Betriebsbereich und sehr unterschiedlichen Umgebungsbedingungen sicher gewährleistet werden müssen. Aus diesem Grund wird das Sekundärluftsystem an verschiedenen Auslegungspunkten untersucht und daraus die Definitionen im Bezug auf Gestaltung und Dimensionierung der erforderlichen Dichtungs- und Strömungsführungselemente abgeleitet. Bei dieser Vorgehensweise wird konventionell eine "build and forget"-Philosophie betrieben, in der keinerlei Eingriff in die Funktionalität dieser Elemente erfolgt. Damit resultiert die Anforderung, mit einer einzigen Gesamtkonfiguration alle Betriebspunkte abzudecken, womit zwangsläufig der "worst case" ausschlaggebend wird. Es wird in Kauf genommen, dass bei allen anderen Betriebspunkten die eigentlich vorliegenden Anforderungen zum Teil deutlich übererfüllt werden. Die resultierenden Luftmassenströme stellen aber einen direkten Verlust für den thermodynamischen Kreisprozess des Triebwerks dar. Es muss also das Ziel der Auslegung sein, diese Massenströme soweit wie möglich zu reduzieren. In der vorliegenden Arbeit werden die prinzipiellen Möglichkeiten dargestellt, durch welche Maßnahmen und Elemente die Luftmassenströme für verschiedene Flugfälle angepasst werden könnten, um so die resultierende Performance des Triebwerks für die jeweilige Flugmission zu optimieren. Das Paper wird sowohl die Vorgehensweise wie auch die zum Einsatz in Frage kommenden Bauelemente erläutern. Wichtig ist dabei vor allem auch die Untersuchung, wie sich die gasdynamischen Randbedingungen innerhalb des Strömungskanals über der Flugmission verändern. Dies ist genauso ausschlaggebend für die effektive und effiziente Auswahl der Elemente wie die Positionierung innerhalb der internen und externen Strömungsführungen innerhalb des Luftsystems.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2010

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 7 Seiten

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress Tagungsband - Manuskripte, 2010, 2010, ; S.589-595; 2010; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

NA

gasturbine, sekundärluftsystems

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2010