Welche strukturellen Konstruktionsmethoden wurden für frühe Turbojets verwendet?

Weiter zurück in die frühen 40er Jahre zum de Havilland Goblin Turbojet:

Es gibt einen ausführlichen Artikel von Flight vom 21. Februar 1946. Die erste Seite ist hier , aber Sie müssen die restlichen Seiten vom Navigator auf der linken Seite herunterladen. Es kommt sogar mit diesem Diagramm, das die Kräfte auf die verschiedenen Teile zeigt.

Materialien

Beim Lesen des Artikels war die größte Unbekannte damals die Materialauswahl für die heißen Abschnitte.

Es gab viele theoretische Informationen über die Blattform, aber wenig war über die wahrscheinlich auftretenden Betriebstemperaturen bekannt. Die wichtigsten geforderten Eigenschaften der ausgewählten Materialien waren eine hohe Kriech-, Korrosions- und Zunderbeständigkeit.

Sie haben die stärksten Materialien in die Hand genommen und mit Hilfe von hitzeempfindlicher Farbe die Anforderungen heruntergeschraubt.

Bei den ersten Triebwerken bestanden die Turbinenscheiben aus austenitischem Stahl, später stellte sich jedoch heraus, dass ferritische Stähle mit ihrer höheren Festigkeit, etwa bei der Arbeitstemperatur von 750 °C, mit Hilfe von hitzeempfindlicher Farbe besser geeignet waren. C. und einem niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten, würde sich als zufriedenstellend erweisen.

Vibrationen

In Bezug auf Vibrationen ist es meiner Meinung nach für Turbojets im Vergleich zu Turboprops dieser Zeit keine so große Sache, aber hier ist der relevante Teil:

[...] nachfolgende Vibrationsmessungen für die gesamte Antriebseinheit haben gezeigt, dass die vertikale Schwingung weniger als ± 0,001 Zoll beträgt.

Versuch und Irrtum

Es gibt auch die Test-to-Destruction-Methode (nicht wirklich):

[...] Probleme waren unter anderem Schwachstellen beim Schweißen der Brennkammern sowie bei der Konstruktion der Ansaugkanäle und des Endrohrs.

Es gab also einen fairen Anteil an Trial-and-Error.

Kräfte

In Bezug auf die Kräfte, und das ist hier eine Vermutung, finden wir:

Jegliche Schubbelastung wird vom vorderen Lager aufgenommen, das sich auf einem Achsschenkel oder einer Drehachse zwischen den Luftansaugkanälen vor dem Laufrad befindet.

Eine Nachuntersuchung der Lager kann Informationen liefern.

Für Gaslastberechnungen hat man damals schon sehr starke Turbomotoren gebaut , man hat also das Wissen. Wie der Artikel andeutet, war das Hauptproblem die Materialien.

Schlagen Sie für Vibrationen und Rotordynamik die Myklestad-Prohl-Methode nach. Es kann von Hand berechnet werden und bietet ein ausreichendes Maß an Genauigkeit für grundlegende Konstruktionsberechnungen. Erschienen Mitte der 40er Jahre