Gibt es einen Druckanstieg und eine Geschwindigkeitsänderung über einem Turbofan-Lüfter und Stator?

Ich habe mir die Druck- / Geschwindigkeits- / Temperaturdiagramme für Strahltriebwerke angesehen. Diese haben mir wirklich geholfen, die unterschiedlichen Rollen zu verstehen, die der Stator und die Rotoren des Kompressors/der Turbine spielen, und wie sie den Gasstrom komprimieren und ihm dann Energie entziehen. Dann fing ich an, über den Lüfter nachzudenken. Ich habe einiges darüber gelesen, wie Propeller auf die gleiche Weise Schub erzeugen wie Flügel, mit den Hoch- und Niederdruckbereichen. Meine Frage ist, erzeugen Lüfter in erster Linie einen ähnlichen Schub wie Propeller (dh mit den Hoch- und Niederdruckbereichen) oder arbeiten sie eher wie die Rotor- und Statoranordnung, wobei die Wechselwirkung nachfolgender Blätter wie Düsen wirkt, um die Geschwindigkeit zu erhöhen?

Was meinst du mit dem Lüfterstator?
@Koyovis - wie Sie unten klarstellen, sind die Leitschaufeln des Lüfterausgangs. Ich denke, meine eigentliche Frage ist, ob die Austrittsleitschaufeln die innere Energie der aus dem Lüfter austretenden Luft wie die Turbinenstatordüsen in kinetische Energie umwandeln. Ich gehe jedoch davon aus, dass die Terminologie von "Ausgangsleitschaufeln" parallel zur beabsichtigten Verwendung der Einlassleitschaufeln verläuft, da sie nur die Richtung der Luft ändern - es gibt keine Änderung der Energieform.
Auch viele Diskussionen auf airliners.net etc.

Antworten (1)

Die Antwort ist irgendwie ja und nein .

Eigentlich ist der Schub immer die Kraft, die die Druckkräfte auf alle Teile eines Flugtriebwerks ausgleicht .

Das bedeutet (Erklärung im nächsten Absatz), dass sowohl Propeller als auch Strahltriebwerk mit der druck- und saugseitigen Druckverteilung der Schaufeln Schub „erzeugen“. Das folgende Bild aus Rolls-Royces The Jet Engine veranschaulicht dies sehr schön.

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Tatsächlich erzeugen Düse und Turbine einen Widerstand, weil die Druckkräfte in ihnen nicht in Flugrichtung zeigen. (Gedankenexperiment: Stellen Sie sich vor, die Bolzen der Düse würden versagen: Wenn die Düse Schub erzeugen würde, würde sie am Triebwerk bleiben. Aber wie man sich vorstellen kann, würde die Düse vom Flugzeug wegfliegen).

Die Düse wird benötigt, um das Druckniveau des gesamten Motors zu steuern, damit der Motor-Prozess-Kreislauf ordnungsgemäß funktioniert. Und aufgrund dieser Verbindung kann man die Impulserhaltung verwenden, um den Schub basierend auf dem Ein- und Austrittsimpuls (Geschwindigkeit) des Luftstroms zu berechnen.

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Betrachtet man einen Turbofan-Motor, bleibt die Antwort dieselbe. Aus Sicht der Turbomaschinen: Der Lüfter macht die gleichen zwei Dinge wie jede Verdichterstufe. Zwei Dinge: Hinzufügen von statischem Druck und Wirbel. Der Wirbel wird in den Leitschaufeln hinter dem Ventilator in Druck umgewandelt.

Aus Schubsicht: Die Lüfterblätter erzeugen den Schub, die Statorschaufeln (OGVs) stromabwärts der Lüfterblätter erzeugen den Widerstand. Aber wie beim Kompressor und der Düse oben wäre ohne die OGVs das Druckverhältnis des Lüfters geringer und damit auch der Lüfterschub.

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Ein zusätzliches Teil wird benötigt: Die Düse des Bypasses. Das obige Bild von JAXA zeigt schön, dass (zumindest für moderne Motorinstallationen) der Bypass-Luftstrom durch eine konvergent-divergente Düse geführt wird.

Also zusammenfassend. Ja, es gibt einen Druckanstieg (zumindest lokal) über dem Rotor und auch eine Geschwindigkeitsänderung. Aber der Schub (und Luftwiderstand) wird durch die Druckkräfte auf Schaufeln und Leitschaufeln (und alle anderen Triebwerksteile) erzeugt. Und ja, der Lüfter funktioniert sehr ähnlich wie ein Rotor-Stator-Aufbau eines Kompressors. Aber die Schaufeln in einem Kompressor arbeiten wie ein Diffusor und reduzieren die Strömungsgeschwindigkeit. Um die Strömungsgeschwindigkeit weitgehend konstant zu halten, ist der Ringraum zum Ausgleich der erhöhten Dichte wie eine Düse geformt.

Und jetzt zu einem Paradoxon: Lassen Sie die Bolzen versagen und die Düse abfliegen: Ohne sie erzeugt der Motor weniger Schub.
@PeterKämpf: Stimmt, vielleicht hast du vor dem Paradox einen "Spoiler-Alert" hinzugefügt. Aber Sie haben natürlich Recht, ohne die Druckreduzierung in der Düse würde sich die Turbine ausdehnen, bis sie Umgebungsdruck erreicht, was dann die Druckdifferenz (Enthalpie) in der Turbine verringern würde, was einen geringeren Druckanstieg im Kompressor erfordert, was zu einem geringeren Schub führt.
@mins: Richtig, ich werde das bearbeiten, ich habe mich auf die Frage im Text konzentriert und die Frage im Titel vergessen, danke Mins.
@rul30 danke für die sehr informative Antwort. Es hat wirklich viel zu meinem Verständnis des Schubs/der Kräfte durch den Kern beigetragen. Worauf ich mich mit meiner schlecht formulierten Frage konzentrieren wollte, war der N1-Lüfter an der Vorderseite des Motors. Ich bin wirklich neugierig auf die Dynamik des Luftstroms, wenn er in den Kanal eintritt, durch die Lüfterblätter und dann durch die Ausgangsleitschaufeln strömt.
Ich bin mir nicht sicher, was die zahlreichen Abwertungen verursacht hat. Ich bin gerne bereit, meine Antwort zu präzisieren oder zu ändern, aber ohne Kommentare ist das schwierig.
Klarstellung hinzugefügt, was ich mit Auslassleitschaufeln meine, danke @Koyovis
Der Wirbel ist nicht wichtig - die erhöhte Geschwindigkeit ist es. Whirl ist ein unerwünschter Nebeneffekt nach dem Rotor. Es sollte durch den Stator begradigt werden, so dass die Geschwindigkeitsrichtung entlang der beabsichtigten Schublinie verläuft.
Gibt es einen Druckanstieg und eine Geschwindigkeitsänderung über einem Turbofan-Lüfter und Stator?
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