Welche Einschränkungen gibt es bei der Verwendung einer einzigen Welle zwischen Kompressor und Turbine in einem Strahltriebwerk?

Wie wird dies bewerkstelligt, wenn es mehrere Wellen gibt, die mehrere Kompressoren/Turbinen verbinden?

Die unterschiedlichen Wellen drehen sich mit unterschiedlichen Drehzahlen, aber die jeweiligen Kompressor/Turbinen-Paare drehen sich mit der gleichen Drehzahl.

Etwas erweitert, im komplexesten Fall, von dem ich gehört habe, gibt es 3 Wellen: Hochdruck (HP), Mitteldruck (IP) und Niederdruck (LP)

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Die HD-Turbine und der HD-Kompressor drehen sich mit derselben Geschwindigkeit, aber diese ist nicht unbedingt gleich der Geschwindigkeit des IP-Kompressors/der IP-Turbine (tatsächlich ist es sehr wahrscheinlich, dass sie unterschiedlich ist, da sonst keine unterschiedlichen Wellen erforderlich wären). Paar. Und diese unterscheidet sich auch von der Geschwindigkeit des LP-Turbinen/Gebläse-Paares.

Werden hier Reduktionsboxen benötigt oder bewegen sie sich tatsächlich mit der gleichen Geschwindigkeit?

Sie rotieren im Allgemeinen mit der gleichen Geschwindigkeit. Und im Allgemeinen wollen Sie keine Getriebe im Mittelteil Ihres Motors. Abgesehen von dem Wartungsalptraum, den sie angesichts der beteiligten Drehzahlen und Energien werden würden, wären sie extrem schwer, ineffizient und würden ein kritisches System darstellen, das ziemlich störanfällig ist.

Eine Ausnahme bilden die Lüfter, sie haben ausreichend Platz und befinden sich vor dem gesamten restlichen Motor, sodass ein Getriebe in ihrem Gehäuse untergebracht werden kann. Eine bessere Diskussion zu diesem Fall finden Sie in dieser Frage ; Denken Sie daran, dass Sie hier 3 Kompressorstufen mit nur 2 Turbinenstufen haben, das Getriebe war notwendig, um eine Drehzahldifferenz zwischen Fan und IP-Kompressor zu haben, ohne 3 Turbinenstufen und eine zusätzliche Welle zu benötigen. (danke an @fooot für den Hinweis auf das PW1000G)

Ist das eine große Sache, führt es zu ernsthaften Einschränkungen/Nachteilen in Bezug auf die austretende Luftleistung?

Wie alles in der Technik gibt es Kompromisse. Die ideale Leistung würde über einen unendlichen Satz von unendlich dünnen Turbinen/Kompressoren erreicht, die jeweils mit einer leicht unterschiedlichen Geschwindigkeit rotieren, aber dies ist technologisch nicht machbar. Die Motorkonstrukteure werden sich dann mit einer leicht suboptimalen Leistung zufrieden geben, aber sie wird tatsächlich mit 1 oder 2 (in Extremfällen 3) getrennten Wellen erreichbar sein.