Kolbenmotoren erreichen die volle Drehzahl innerhalb von ein oder zwei Sekunden, aber Turbinen brauchen viel länger. Warum das?
Ich bin kein Ingenieur (was möglicherweise besser geeignet ist, dies zu beantworten), also handelt es sich um vereinfachte Dinge, mit denen sie Piloten füttern:
Düsentriebwerke brauchen viel länger zum Aufspulen (dh Drehzahl erhöhen) als Kolbentriebwerke, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, da das Druckverhältnis / der erhöhte Luftstrom erforderlich ist, um zu verhindern, dass der Kompressor bei jeder Änderung der Leistungseinstellungen stehen bleibt / überspringt / explodiert.
Der (vereinfachte) Strahltriebwerkszyklus enthält einen Kompressor, der Luft in eine Brennkammer drückt, wo sie verbrennt, und dann das hintere Ende ausbläst, das eine Turbine dreht, die den Kompressor von hinten bewegt, wo wir angefangen haben.
Wenn Sie "mehr Leistung hinzufügen" (dh mehr Kraftstoff einfüllen), dauert es eine Weile, bis dieser zusätzliche Kraftstoff mehr Schub erzeugt, was wiederum eine Weile dauert, um die Turbine zu beschleunigen, wodurch sich der Kompressor schneller dreht, was schließlich bringt mehr komprimierte Luft in die Brennkammer, um den gesamten zusätzlichen Kraftstoff zu nutzen, den Sie in Schritt 1 eingefüllt haben.
Durch plötzliches Hinzufügen von Leistung wird der Druck in der Brennkammer so stark erhöht, dass Luft, die "stromaufwärts" (dh noch im Kompressor) ist, nicht vordringen möchte. Der zusätzliche Druck in der Brennkammer hatte nicht genug Zeit, um die Turbine hochzuspulen, sodass der Kompressor jetzt zu wenig Leistung hat, um weiterhin Druckluft in die Brennkammer zu „drücken“. Die Luft beginnt rückwärts zu strömen (also vom Brennraum zum Kompressor), der Motor ruckelt, die Hölle bricht los.
Es gibt also eine Verzögerung (elektronisch können die Piloten heutzutage die Vertrauenshebel so schnell drücken, wie sie möchten), wenn die Motoren mit niedriger Drehzahl laufen, der FADEC fügt nur ein wenig zusätzlichen Kraftstoff hinzu und wartet dann, bis sich der Luftstrom stabilisiert hat fügt ein wenig mehr hinzu und so weiter.
Ich denke, die folgende Grafik könnte dies erklären. Jedes Mal, wenn Sie die Drehzahl ändern, erhöhen Sie das Druckverhältnis (dh bewegen Sie sich in der Grafik nach oben), und warten Sie dann ein wenig, bis der Luftmassenstrom zunimmt (dh sich nach rechts bewegt). Wenn Sie das Druckverhältnis zu stark erhöhen, gelangen Sie ohne den begleitenden Massenstrom (der aufgrund der Trägheit eine Weile dauert) in die Pumpgrenze.
Beim Abspulen passiert Ähnliches, wenn auch sanfter.
Vergleichen Sie dies mit dem Kolbenmotor, bei dem Sie mehr Luft / Gas-Gemisch in den Zylinder geben, es für einen größeren Knall sorgt, den Kolben schneller beschleunigt und beim nächsten Kolbenzyklus theoretisch die maximale Leistung abrufen kann.
Autotyp hier.
Im Wesentlichen liegt es an Turbinentriebwerken, die sich auf die Kompressorladung verlassen, um das Abgas aus der Brennkammer durch die Turbinenschaufeln zu drücken. Ein zu schneller Druckanstieg in der Verbrennungskammer kann gegen die Strömung von der Kompressorseite zurückdrücken, was den Motor abwürgt und wahrscheinlich die Kompressorschaufeln beschädigen kann.
Bei einem Kolbenmotor wird die Leistung in (meistens) unterschiedlichen Hüben erzeugt. Ein schnelles Erhöhen des Drucks während des Arbeitstakts wird nicht gegen die Einlassladung zurückdrücken, da die Einlassventile für diesen Zylinder zu diesem Zeitpunkt geschlossen werden.
Impuls wird gegeben durch:
Die geleistete Arbeit wird gegeben durch:
Die geleistete Arbeit wird in Watt gemessen, definiert als Joule pro Sekunde.
Wenn Sie dies wissen, können Sie sehen, wie sich eine Batterie bei einer größeren Belastung verhält.
Ein Strahltriebwerk hat eine größere Masse und muss eine höhere Geschwindigkeit erreichen. Auch die dafür geleistete Arbeit wird zunehmen, da ein leistungsfähigerer Akku mehr Umdrehungen macht. Die Sache ist, es ist keine proportional größere Batterie. Wenn Sie Düsenflugzeugen eine wirklich leistungsstarke Batterie geben würden, wäre die geleistete Arbeit enorm, und in sehr kurzer Zeit würde viel Kraft aufgebracht (hohe Wattleistung), sodass sie gleichzeitig mit einer Stütze starten würde. Dies wäre jedoch sehr energieineffizient (aufgrund der Erwärmung), daher funktioniert es am besten, eine kleinere Batterie zu verwenden, um über einen längeren Zeitraum zu starten.
DeltaLima