Warum verzögert ein Turboprop?

Warum ist die Gasannahme in einem Turboprop im Vergleich zu einem [modernen] Turbofan / Turbojet langsam?

Ein Propeller mit konstanter Drehzahl, der an einem Kolbenmotor montiert ist, reagiert viel schneller.

Ist die Ursache mechanisch (z. B. Brennraumgröße) oder elektronisch (z. B. ITT-Schutz)?

Ich vermute, dass vieles davon mit der Hinzufügung der Stütze, des Getriebes (falls vorhanden) und der Verbindungsausrüstung zu tun hat, die eine große Masse zum Aufspulen sind und eine merkliche Verzögerung des Befehls verursachen.
Ich frage mich, ob die Verringerung der Drehzahl und die Erhöhung des Drehmoments (im Vergleich zu einem Turbofan) keine direkte Auswirkung auf die Anstrengung haben, die die Turbine zum Aufspulen benötigt.
Übersehe ich etwas? Ein Propeller mit konstanter Drehzahl und variabler Steigung, der von einem Turbinenmotor angetrieben wird, ist sehr reaktionsschnell. Mehr Gas bewirkt eine sofortige Tonhöhenänderung, da es sich um eine sehr kleine Bewegung handelt und dies jetzt geschieht. Sowohl Motor als auch Propeller laufen immer mit 100 % U/min; Es gibt kein Motor- oder Propeller-Spool-up. Alles, was passiert, ist, dass die Blätter ihre Tonhöhe ändern und bumm, sofortiger Schub. Turbine, Welle und Propeller drehen sich gemeinsam über Zahnräder und Keile. Es gibt keine Kupplung, duh, und es ist kein Automatikgetriebe wie ein Auto.
@radarbob, nun, die meisten Turboprops haben eine Turbine mit freier Leistung, was bedeutet, dass der Kern (Hochdruckturbine, die den Kompressor antreibt) unabhängig von der Leistungsturbine (Niederdruck) ist, die den Propeller antreibt.
Entschuldigung, woher haben Sie den Eindruck, dass Turbofans eine schnellere Schubreaktion haben als Turboprops? Turbofans haben im Allgemeinen eine langsamere Schubreaktion als Turboprops.
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Antworten (2)

Turboprop-Triebwerke haben typischerweise einen Kern, der einen Kompressor und eine Turbine enthält, die sich als Einheit drehen (obwohl ein Triebwerk mehr als eine solche "Spule" haben kann). Das vom Kern erzeugte Gas treibt eine "Power"-Turbine an, die über ein Getriebe den Propeller antreibt, der übrigens eine nicht triviale rotierende Masse hat. Die Kern- und Leistungsteile drehen sich unabhängig voneinander. Bei einer befohlenen Leistungserhöhung dreht sich also zuerst der Kern und wirft mehr Gas auf die Leistungsturbine, die dann beschleunigt. Die Verzögerung ist daher auf die rotierende Masse des Propellers und die Tatsache zurückzuführen, dass er sich unabhängig vom Triebwerkskern dreht.

Für das, was es wert ist: Turboprop-Triebwerke sind nur eine spezifische Anwendung eines Turbowellentriebwerks - bei dem die Energie des vom Kern erzeugten Gases durch eine Leistungsturbine eingefangen wird, um eine Welle anzutreiben, die zum Antreiben von allem verwendet werden könnte - Propeller, Hubschrauberrotor , Stromgenerator usw.

Ich sollte hinzufügen, dass es Ausnahmen zu den oben genannten gibt, wie die Garrett TPE331 , die nur einen einzigen Schaft haben.

Reden Sie von freier Turbine?
@ymb1 Wie ich beschrieben habe, enthält ein Turboprop normalerweise mehr als eine Turbine, jede auf einer eigenen Welle. Eine Turbine ist Teil des Kerns und für den Antrieb des Kompressors verantwortlich, und eine weitere Turbine auf ihrer eigenen Welle (nicht mechanisch mit der Kernturbine verbunden) treibt den Propeller an.
Die TPE-331-Serie ist mit Getriebe ausgestattet. Das heißt, Sie können einen physischen Berührungspunkt zwischen jeder Komponente von der Spitze des Spinners bis zur hinteren Lagerdichtung (praktisch gesprochen) verfolgen. Sie spulen viel schneller auf als ihre PT6-Pendants mit freier Turbine, so sehr, dass Piloten sie als "Power on Demand" betrachten. Bei Turboprops der TPE-Serie gibt es sehr wenig Verzögerung (fast keine). Die Reaktion des Propellerreglers erfolgt praktisch sofort oder sollte es sein, es sei denn, es gibt ein Problem mit den verschiedenen Reglerverbindungen.
Turboprops werden mit Propellern mit konstanter Drehzahl verwendet. Die Leistungsturbine muss also nicht hochdrehen, sondern nur der Kern. Und obwohl Kern und Nutzturbine bei den meisten Triebwerken nicht mechanisch verbunden sind, drehen sich die Druckverhältnisse aufgrund der Druckverhältnisse dennoch schneller, wenn man die Nutzturbine über Fine Prop Pitch schneller dreht.
@JanHudec Verwenden Turboprops FADEC? Haben sie nicht das gleiche Problem, dass sie ruckeln, wenn das Gas zu schnell ansteigt?
@TomMcW, neue verwenden FADECs (naja, neue Kolbenmotoren auch). Ja, sie können auch schwellen, wenn die Leistung zu schnell erhöht wird („Gas“ ist eine spezifische Eigenschaft von Kolbenmotoren mit Fremdzündung und Turbinenpiloten verwenden dieses Wort im Allgemeinen nicht ), aber es ist weniger schlimm als bei Turbojets und Turbofans, weil sie schneller aufdrehen.
@JanHudec Ich glaube nicht, dass "Gas" etwas Spezifisches für Kolbenmotoren ist. Ich habe meine Frage nur seltsam formuliert. Turbinen haben immer noch "Gashebel" und "Autogas". Seltsamerweise fuhr ich früher einen 1974er Chevy, der auch anschwoll, wenn ich zu plötzlich aufs Gaspedal trat :)
@TomMcW, nein, Turbinen haben "Leistungshebel" (Requisiten) oder "Schubhebel" (Jets) und sie haben "Auto-Schub". Alle Dokumentationen, die ich gesehen habe, haben sie immer so genannt, niemals "Gas".
@TomMcW, ein Kolbenmotor mit Funkenzündung kann auch anschwellen, wenn Sie den Gashebel zu schnell öffnen, aber der Mechanismus ist anders, da Sie mit dem Gashebel die Menge der in den Motor eintretenden Luft steuern , während Sie mit den Leistungs- / Schubhebeln die Kraftstoffmenge steuern .
@JanHudec Ich verstehe, was du sagst. Technisch gesehen haben Sie wahrscheinlich Recht, denn "Gas" bedeutete ursprünglich "Schub". Sie sind also „Schubhebel“. Aber die Leute beziehen sich die ganze Zeit auf Autothrottle in Turbofan-Klimaanlagen. Google einfach "autothrottle". Es ist allgegenwärtig. Wahrscheinlich noch verwirrender durch die Tatsache, dass es auf der eigentlichen Steuerung und wahrscheinlich in vielen Dokumentationen immer mit A / T abgekürzt wird.
@ TomMcW, die Leute beziehen sich die ganze Zeit auf Autothrottle, (Turbinen-) Piloten , nicht so sehr.
@JanHudec Die Google-Ergebnisse enthalten zahlreiche Quellen aus seriösen Pilotpublikationen, die von Piloten geschrieben wurden und Dinge wie „777 Autothrottle Design Highlighted In Asiana Crash“ sagen. ...das von der Aviation Week. Ich gebe Ihnen zu, dass es wahrscheinlich falsch verwendet wird, aber es erinnert mich irgendwie an meine waffenfreudigen Freunde, die mich überall anspringen, wenn ich versehentlich ein Magazin als "Clip" oder eine Patrone als "Kugel" bezeichne. ...Anthony X, tut mir leid, dass ich bei deiner Antwort tote Pferde bin :)

Dies ist ein Merkmal von Turbinentriebwerken, da der Gaskern „aufspulen“ muss, dh die Drehzahl erhöhen muss, bevor die Leistungspegel ansteigen. Früher war dies ein ernstes Problem bei Turbinenflugzeugen; Neuere Triebwerke sind viel besser und haben viel schnellere Reaktionszeiten auf Leistungseingaben von der Flugbesatzung.

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