Wie viel Luft nach Masse tritt pro Minute in ein durchschnittliches CFM56-Turbofan-Triebwerk ein?

Wie viel kg Luft tritt pro Minute in ein durchschnittliches CFM56-Turbofan-Triebwerk ein?

Ich habe überall gesucht und kann es nicht finden oder herausfinden, wie ich es finden kann. Wenn Sie mir entweder sagen oder einen Rat geben könnten, wo oder wie ich es finden kann, wäre ich Ihnen dankbar. Vielen Dank

Eine vernünftige erste Näherung wäre die Luftmasse, die das Triebwerk in einer Minute durchfliegt - also Stirnfläche der Lüfterblätter × Flugzeuggeschwindigkeit × Luftdichte. Als Plausibilitätsprüfung Ihrer Schätzung, obwohl unter verschiedenen Bedingungen, bei denen die Einlassgeschwindigkeit nicht gleich der Flugzeuggeschwindigkeit ist, erzeugt jedes Triebwerk einer B747 beim Start etwa 200 kN Schub mit einem Luftmassenstrom von etwa 1 Tonne (1000 kg) pro zweite.
Aviation.SE ist der richtige Ort, um dies zu fragen.
@alephzero Bitte keine Antworten in Kommentaren posten.
Wenn Sie "wie viel" sagen, meinen Sie Masse oder Volumen?
@TomMcw Es war ursprünglich kg, aber jemand hat es geändert
@SRawes Setze das wieder ein :)

Antworten (1)

Luftstrom beim Start

Der CFM56-5C , der größte CFM56, treibt A340 an. Sein Schub beträgt etwa 145 kN beim Start. Es hat einen Luftmassenstrom von 485 kg/s ( Quelle ). Ein A340 hat vier Triebwerke.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
CFM56-5C, Quelle .

Glücklicherweise wird dieser Schub nach dem Start nicht benötigt und der Motorluftstrom ist im Reiseflug erheblich geringer. Ich habe nicht die genaue Zahl, aber wir können anhand des Kraftstoffverbrauchs eine schnelle Schätzung vornehmen. Es kann relativ sicher davon ausgegangen werden, dass sich Luft im Verhältnis zum Kraftstoff befindet.

Kraftstoffverbrauch

Gemäß diesem Dokument für den CFM56-5C:

  • Der T/O-Schub beträgt 150 kN, der Kraftstoffverbrauch 2,3 kg/s
  • Der Reiseschub beträgt 40 kN, der Treibstoff 0,5 kg/s.

(Das bedeutet, dass ein Reiseflug mit 27 % T/O-Schub 22 % des T/O-Kraftstoffs erfordert, der Motor ist in der Höhe effizienter.)

Luftstrom im Reiseflug

Wir können also den Luftmassenstrom im Reiseflug grob auf etwa 485 * 0,22 = 107 kg/s schätzen.

Dies wird durch Zahlen unterstützt, die online in nicht maßgeblichen Quellen gefunden wurden, wie Seite 245 dieses Buches :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bypass-Strömung vs. Kernströmung

Nach dem Lüfter wird die Luft gemäß dem Bypass-Verhältnis in zwei Ströme aufgeteilt: Kern (heiß/primär) und Bypass (kalt/sekundär).

Das Bypass-Verhältnis des CFM56-5C beträgt 6,4:1. So:

  • Der im Kern verwendete Anteil für Verbrennung, Zapfluft und Kernkühlung beträgt 485/7,4 = 66 kg/s

  • Der Teil, der den Kern umgeht und nur durch Lüfterbeschleunigung Schub liefert, beträgt 419 kg/s.

Zum Vergleich: Das Trent XWB (A350 XWB), ein größeres Triebwerk mit 430 kN beim Start, hat einen Luftmassenstrom von 1.440 kg/s ( Quelle ).

wird das bei einer Reiseflughöhe @mins nicht anders sein
Ist diese Zahl die Menge, die durch den Einlass fließt, oder die Menge, die durch die Brennkammer fließt? Können Sie die beiden aufschlüsseln, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie viel Luft umgeleitet wird?
@SRawes: Ja, das ist der maximale Schub/Luftstrom. Ich habe die Antwort aktualisiert.
Der von Ihnen angegebene spezifische Kraftstoffverbrauch bei Kreuzfahrt ist verdächtig. Der schubspezifische Treibstoffverbrauch von High-Bypass-Turbofans sollte mit der Drehzahl steigen. Diese Tabelle gibt 33.7   g N h statisch u 55.6   g N h bei Kreuzfahrt. Der leistungsspezifische Kraftstoffverbrauch sinkt immer noch, sodass die Antriebseffizienz steigt, aber 27 % Schub für 22 % Kraftstoff erscheinen falsch.
@JanHudec: Danke für den Hinweis. Die verschiedenen Quellen, die ich verwende, beziehen sich offensichtlich nicht auf dieselbe CFM56-5C-Kundenversion. Allerdings sind die Schwankungen auch nicht extrem groß, und die Annäherung scheint noch richtig zu sein. Abgesehen von dem nicht wesentlichen Kommentar von 27% gegenüber 22% glaube ich, dass die angezeigten Luftmengen von 485/107 kg / s korrekt sind (ich werde sie aktualisieren, wenn mich jemand auf die vollständigen CFM56-5C-Spezifikationen hinweisen kann).
@mins, ich würde wirklich gerne eine (mehr) vollständige Spezifikation des Motors sehen (ich würde gerne die ziemlich schlechte Simulation verbessern, die Flightgear verwendet), aber bisher noch nie gesehen.
Wie viel Luft nach Masse tritt pro Minute in ein durchschnittliches CFM56-Turbofan-Triebwerk ein?
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