Warum ist die erste Turbine in einem Turboprop (oder einer Turbowelle) mit dem Kompressor verbunden?

Typischerweise treibt die erste Turbine nach der Brennkammer den Kompressor an, wie in diesem Bild gezeigt.

Turbinenquerschnitt
( wikimedia.org )

Diese erste Turbine dreht sich am schnellsten und gewinnt die meiste Energie aus dem Gasstrom. Dies erscheint ineffizient, wenn Sie die Leistungsabgabe der Nutzturbine maximieren möchten. Warum also nicht zuerst die Arbeitsturbine den Gasstrom nutzen lassen und dann die Verdichter-/Gaserzeugerturbine als zweites?

Antworten (3)

Sie können nur die Wellenleistung verwenden, die verfügbar ist, nachdem die Energie zum Antrieb des Kompressors abgezogen wurde. Diese Subtraktion wird von der Hochdruckturbine durchgeführt. Jegliche Energie, die danach in der Austrittsströmung verbleibt, kann extrahiert werden, um einen Propeller, einen Lüfter oder einen Generator anzutreiben.

Was passiert in Ihrer Anordnung, wenn die Nutzturbine zu viel Energie entzieht, um das Kerntriebwerk am Laufen zu halten? Nein, die Priorität muss eindeutig darauf liegen, die Core Engine am Leben zu erhalten und nur das zu verwenden, was übrig bleibt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Ein langsamerer Kompressor verringert das Verdichtungsverhältnis und schadet daher dem Kraftstoffverbrauch des Motors.
  • Eine schnellere freie Turbine erfordert ein viel stärkeres und größeres Untersetzungsgetriebe (denken Sie daran, dass sich die Stütze viel langsamer dreht als die Turbine).
  • Es gibt keine einfache Möglichkeit, die konzentrischen (oder anderweitigen) Wellen den LPC (oder die Stütze) über den HPT (oben abgebildet) laufen zu lassen.
  • Unter der Annahme, dass dies möglich ist, führt die Anpassung des Kraftstoffflusses zu einer langsameren Reaktion des Kompressors, was zu einer Überhitzung (nicht genug Luft) oder einer Verstopfung der Turbine (zu viel Luft, aber nicht genug Kraftstoff) führt.

Kurz gesagt, der Gasstrom ist nur stark, weil der Kompressor von der/den ersten Stufe(n) der Turbine angetrieben wird.

Der Kompressor benötigt offensichtlich eine Stromquelle, um die Luft zu komprimieren, bevor sie mit dem Kraftstoff vermischt wird. Die erste Turbine nimmt einen Teil der Energie aus dem Verbrennungsprozess auf und treibt damit den Verdichter an.