Ich habe ein Diagramm, in dem der Schub ( ) und der schubspezifische Treibstoffverbrauch (TSFC) sind über der Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs für mehrere Höhen (dh Meereshöhe, 3000 Meter und 11000 Meter) aufgetragen. Dies ist für einen generischen Turbojet.
Ich kenne die Quelle des Bildes nicht, ich entschuldige mich dafür.
Links sehen wir, dass der Schub mit der Höhe abnimmt. Rechts sehen wir, dass die TSFC tatsächlich auch mit der Höhe abnimmt.
Ich denke jedoch, dass dies kontraintuitiv ist. ich verstehe das nimmt mit der Höhe ab, da die Dichte (und damit der Massendurchsatz) abnimmt, wenn das Flugzeug steigt.
Was ich nicht verstehe ist, dass die TSFC, definiert als:
Aus rein mathematischer Sicht macht es keinen Sinn, dass TSFC mit der Höhe abnimmt, da nach der oben genannten Formel nimmt ab, was mich zu der Annahme veranlasst, dass der Kraftstoffmassenstrom mit der Höhe schneller abnimmt als der Schub.
Kurz gesagt: Warum nimmt die TSFC unter Berücksichtigung der letzten Gleichung mit der Flughöhe ab?
Ich kann die Mathematik nicht liefern, aber ja, das ist richtig. Der Kraftstofffluss nimmt ab, wenn die Luftdichte abnimmt. Der Motor wird aufgrund des größeren Temperaturunterschieds zwischen Einlass- und Abgasen in Kombination mit dem geringeren Kraftstofffluss effizienter.
Gasturbinentriebwerke arbeiten in höheren Lagen effizienter
Höhe nimmt zu - Luftdichte nimmt ab - Massenstrom nimmt ab - Maximaler Schub nimmt ab.
Um den Schub bei zunehmender Höhe aufrechtzuerhalten - müssen die Kompressoren schneller drehen.
Höhenlage - Weniger Luftdichte - Geringerer Widerstand - Weniger Kraftstoff erforderlich, um den Kompressor schneller zu drehen.
Es gibt eine optimale Höhe in Bezug auf Geschwindigkeit und Schubkraft, die mit abnehmendem Gewicht zunimmt.
Höhenzunahme - Beibehaltung einer konstanten TAS - Reduzierung des Kraftstoffflusses und des SFC von Meereshöhe bis zur optimalen Höhe. Weitere Informationen finden Sie unter http://www.tairlinepilots.com/forum/viewtopic.php?t=476
Dabei spielen mehrere Parameter eine Rolle, aber große Höhen sind im Allgemeinen nicht die besten Betriebsbedingungen für ein Triebwerk: Siehe heiße und hohe Tests, aber die besten für ein Flugzeug!
Große Höhe bedeutet - weniger Schub durch geringere Luftdichte - weniger Leistung im Gasgenerator durch geringere Sauerstoffdichte - weit weniger Verluste durch Luftwiderstand zum Rumpf
In größeren Höhen ist weniger Sauerstoff vorhanden, so dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch, wenn Sie den Kraftstofffluss während des Steigflugs nicht verringern, schließlich so weit aus dem Gleichgewicht gerät, dass der Motor unruhig läuft oder sogar abschaltet oder ausbrennt. Per Definition erhalten Sie in größeren Höhen einen besseren Kraftstoffverbrauch, aber ich würde nicht sagen, dass es aufgrund der erheblichen Leistungsreduzierung, die aufgrund des Sauerstoffmangels tatsächlich entwickelt werden kann, "effizienter" ist. Jeder Motor erzeugt mehr Leistung als direkte Folge der Kraftstoffverbrennung und des maximal verfügbaren Sauerstoffs auf Meereshöhe. Bei Strahltriebwerken müssen jedoch EGT-Temperaturunterschiede und die daraus resultierende Expansion von Abgasen berücksichtigt werden, die in Abhängigkeit von größeren Temperaturunterschieden zusätzlichen Schub erzeugen.
Jordi
José López García
Peter Kämpf