Kolbenmotor, Strahltriebwerk, Raketentriebwerk.

[Avalox]

Flugzeuge

Kolbenmotoren und Strahlturbinen sind ja im Grunde nichts anderes, als Geräte um Umgebungssauerstoff zu verdichten, um diesen als Oxydator nicht wie bei einem Raketentriebwerk im Tank mitführen zu müssen?

Der Vorteil der Turbine gegenüber dem Kolbenmotoren ist dabei, dass die für den Vortrieb sinnlose Kolbenbewegung eben auch für den Vortrieb genutzt wird.

Weshalb sind in einigen speziellen Fällen Kolbenmotoren effizienter als ein Strahltriebwerk? Letztendlich hängt es doch mit der beim Kolbenmotor vom Vortrieb abgekoppelten Verbrennung ab? Der Kolbenmotor kann für sich in einem optimalen Verhältnis arbeiten und der Vortrieb wird mechanisch übersetzt durch einen Propeller oder Rotor geleistet.

[anorakker]

Ein reines Strahltriebwerk ist nicht sonderlich effizient, denn die meiste Energie wird dafür verbraucht heisse Luft zu produzieren, seehr viel Energie die einfach hinten rausgeblasen wird, obwohl man eigentlich ja nur einen Vorwärtsimpuls durch beschleunigte (Luft)masse haben möchte. Also benutzt man zumindest Zweistrom-Strahltriebwerke (Turbofan, Mantelstrom-, Bypass-Triebwerk), wo der Verbrauch eine grosse Rolle spielt.

[BlacKi]

turbinen erzeugen beim betrieb mehr reibungsenergie, bedingt durch die erforderlichen hohen drehzahlen.

[Joe]

Echte Turbinen sind extrem ineffizient.
Vieles was heute aber als "Turbine" bezeichnet wird, z.B. die Triebwerke in Passagierflugzeugen, sind aber gar keine echten Turbinen sondern sone Mischung zwischen Strahltriebwerk und Turboprop.
Das Flugzeug wird nicht durch den Abgasstrahl getrieben sondern die eigentliche kleine Turbine treibt die Schaufeln des großen Triebwerks an.

Ich glaub man spricht von einem "Mantelstromtriebwerk" ?!

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/edit

Die J58 Turbine aus dem Blackbird ist ein gutes Beispiel um die verschiedenen Funktionsweisen zu verstehen, weil sie alle Formen vereint: Turbofan, Strahltrieb (Afterburner) und Ramjet.

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[Herr Doktor Klöbner]

Dieses nicht mehr ganz taufrische Konzept müsste sich in Punkto Effizienz heute noch gut schlagen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Junkers_Jumo_205

[Haarmann]

Avalox

Startleistung heisst hier wohl das Zauberwort.

Der Kolbenmotor gepaart mit der Verstellschraube ist natürlich im Vorteil gegenüber der starren Schaufel der Turbine.

[Herr Doktor Klöbner]

Das hat jetzt nichts mit Effizienz zu tun ist aber extrem beeindruckend:

https://homepages-fb.thm.de/zima/bristol.html

Da nimmt man wohl am besten einen Uhrmachermeister für die Wartung.

[Joe]

Unsere Vorfahren waren echte Freaks wenn es um so Getriebezeugs geht.
Hab einen alten US Zerstörer aus dem 2. Weltkrieg gesehen.
Da gibt es eine Maschine (kein Computer) der über ein Getriebe Feuerleit Werte ausrechnet :crazy:

Die Krönung ist ja noch, dass das alles von Hand gezeichnet und berechnet werden musste.

[Timolol]

Unsere Vorfahren waren echte Freaks wenn es um so Getriebezeugs geht.

Die damalige Ingenieursleistung war schon atemberaubend.
Heute sind das doch nur noch weichgespülte Waschlappen welche am Computer ihren Krams berechnen lassen.

[Avalox]

Echte Turbinen sind extrem ineffizient.
Vieles was heute aber als "Turbine" bezeichnet wird, z.B. die Triebwerke in Passagierflugzeugen, sind aber gar keine echten Turbinen sondern sone Mischung zwischen Strahltriebwerk und Turboprop.
Das Flugzeug wird nicht durch den Abgasstrahl getrieben sondern die eigentliche kleine Turbine treibt die Schaufeln des großen Triebwerks an.]

Das ist aber nur, weil das Triebwerke für Flugzeuge mit niedrigen Geschwindigkeiten sind.

Wäre der Sauerstoffanteil in der Luft hinreichend gäbe es ausschließlich Raketentriebwerke.

Bei einem Mantelstromtriebwerk folgt, wie Flugzeugtriebwerken mit Kolbenmotoren, die Idee Motor und Antrieb zu trennen und mechanisch übersetzt zu koppeln. Eben mit dem Vorteil der Turbine, die entgegen dem Kolbenmotor ihren Teil zum Antrieb beiträgt.

[Herr Doktor Klöbner]

Ich vermute das wenn es nur um die Effizienz geht ein Propellerflugzeug mit einem modernen Diesel aus der PKW Technik abgeleitet am besten wäre.

Hier noch mal der 2 Takt Klassiker aus den 40ern:

https://www.youtube.com/watch?v=MuvJIoUTA8k

Hier das Uhrwerk Wunderding in Aktion:

https://www.youtube.com/watch?v=8RDoOJB_qno

Sternmotoren finde ich faszinierend.

[Sven77]

Standmotorentreffen in Hundeluft... könnte ein Loriot-Sketch sein

[Lokadamus]

Interessant Idee, aber mit radioaktivem Zeug, wenn ich es richtig verstehe.
https://twitter.com/RealBobLazar/status/664113862967484416

[Zephyroth]

Dies hab' ich bei MotorTalk mal zu dem Thema geschrieben, passt auch hier ganz gut:

Eine Gasturbine ist eine tolle Sache, zumindest auf dem Papier. Ab einer gewissen Größe werden die Dinger auch sehr effizient. Die Großturbinen in Kraftwerken erreichen 40% Wirkungsgrad, das ist immerhin besser als ein Otto-Motor, aber noch etwas schlechter als ein Diesel. Diese haben allerdings die Abmaße eines LKW und Verdichtungsverhältnisse von 40:1 und Turbineneintrittstemperaturen von 1500°C.

Ein Problem ist nun die Skalierung nach unten. Viele Techniken die in Großturbinen möglich sind, sind bei kleineren Modellen schlicht und einfach nicht mehr möglich.

Verdichtungsverhältnis: Je höher die Verdichtung desto höher der Wirkungsgrad, genau wie beim Kolbenmotor. Beim Durchlaufen des Kompressors erhitzt sich die Luft und das Volumen wird kleiner. Das bedeutet die Verdichterschaufeln müssen von Stufe zu Stufe kleiner werden. Zum Schluß bei 40:1 nur mehr 15% der ursprünglichen Länge, bei 8:1 (was für kleinere Turbinen üblich ist) 35%. Eine Turbine für ein Auto braucht einen Kompressoreinlauf von etwa 100mm, die Schaufellänge ist dann bei etwa 40mm. Man kann sich nun ausrechnen, wie klein die Schaufelblätter für eine derartige Turbine sein müßten. Zumal die Luft immer heißer wird und das Material immer widerstandsfähiger sein muß. Aus diesem Grund ist man bei Kleinstturbinen (<200kW) auf relativ kleine und unwirtschaftliche Verdichtungsverhältnisse festgelegt (5:1 mit Radialverdichter).

Turbineneintrittstemperatur: Je höher diese Temperatur desto besser für den Wirkungsgrad. Typisch sind derzeit 1500°C (1600°C im militärischen Bereich), was über der Schmelztemperatur der besten Superlegierungen liegt (ca. 1300°C). Man arbeitet hier mit Film- und Innenkühlung jedes einzelnen Turbinenblattes. Dafür müssen diese aber groß genug für einen Hohlraum sein, je kleiner die Turbine desto schwieriger wird das. Im Falle einer brauchbaren Autoturbine sogar völlig unmöglich. Man ist also hier auf Temperaturen deutlich unter 1100°C festgelegt. Auch das knabbert am Wirkungsgrad kleiner Turbinen.

Spaltmaße: Ebenso sind Rückströmungen an den Spalten zwischen Gehäuse und Laufrädern ein Problem. Bei großen Turbinen sind die notwendigen Spalten im Verhältnis zum Querschnitt sehr klein, dies aber immer ungünstiger, je kleiner die Turbine wird. Auch hier ein richtiges Problem für die Gasturbine im Auto.

Das sind nur die 3 Hauptgründe, warum Turbinen erst ab einer gewissen Leistung und Größe Sinn machen. Zwar gibt es deutlich kleinere Gasturbinen, die haben aber einen sehr schlechten Wirkungsgrad und werden nur eingesetzt, wo Leistungsgewicht Vorrang hat. Beispielsweise eine 100mm-Turbine mit 8kg Gewicht liefert etwa 170PS, gurgelt aber 2.5l Diesel pro Minute bei Volllast.

Grüße,
Zeph

[Finch]

Die damalige Ingenieursleistung war schon atemberaubend.
Heute sind das doch nur noch weichgespülte Waschlappen welche am Computer ihren Krams berechnen lassen.


Da steht immer die Frage im Raum, wie präzise es zu sein hat. Ich Berechne als TGA Ingenieur dinge aus die nicht umgesetzt werden können und selbst wenn man es könnte, würde einem das nichts bringen.
Das meiste davon könnte man auch relativ schnell per Hand ausrechnen.

[Rooter]

Ich vermute das wenn es nur um die Effizienz geht ein Propellerflugzeug mit einem modernen Diesel aus der PKW Technik abgeleitet am besten wäre.Diesel weiß ich nicht aber vor 16 Jahren hat man mal den Dreizylinger-Turbobenziner aus dem SMART in ein Ultraleichtflugzeug verbaut:
http://www.autointell.de/News-deutsch/Juni-2000/Juni-28-00-p5.htm

MfG
Rooter

[Avalox]

Gibt es eigentlich praktische Umsetzungen Luft bei niedrigen Geschwindigkeiten ohne bewegliche Teile zu komprimieren, um diese für einen Motor zu verdichten?
So etwas wie electro aerodynamic pumping als Verdichterstufe?

[Cyphermaster]

Sowas wie einen Lowspeed-Ramjet? Nein. Aber zumindest testweise hat mal jemand versucht, eine Kolbenkompression durch eine über die Zündung des Mediums selbstinduzierte Verdichtungswelle zu substituieren. Ich muß nur mal sehen, ob ich das Video dazu noch finde. /Edit: das Ganze ist im Prinzip ein https://de.wikipedia.org/wiki/Verpuffungsstrahltriebwerk, bei dem aber eine Pulswelle in einem Rohr auf und ab wandert, um frisches Brenngas zu komprimieren bzw. durch den Motor zu bewegen, an Stelle eines Kolbens.

[Gipsel]

Flugzeuge

Kolbenmotoren und Strahlturbinen sind ja im Grunde nichts anderes, als Geräte um Umgebungssauerstoff zu verdichten, um diesen als Oxydator nicht wie bei einem Raketentriebwerk im Tank mitführen zu müssen?Nicht so ganz. Die Antriebskonzepte unterscheiden sich dann doch etwas grundlegender. Am nächsten zum Raketentriebwerk ist noch das (reine) Strahltriebwerk (also der eigentlich Jet-Antrieb, was ich an jetzt mal als Turbojet bezeichne). Hier basiert der Schub tatsächlich wie bei einer Rakete auf dem Rückstoßprinzip, wobei dieser Rückstoß eben auch allein vom Abgasstrahl erzeugt wird. Und im Gegensatz zu den Posts hier im Thread muß das nicht ineffizient sein, es kommt nur darauf an, wo man es einsetzt. Im hohen Geschwindigkeitsbereich (über Mach 3) ist es nämlich tatsächlich effizienter als andere Konzepte. Aber deswegen kommt es eben heutzutage kaum zum Einsatz, weil eben nicht viel in dem Bereich rumfliegt bzw. man dann eventuell auch das einfachere Staustrahltriebwerk (ebenfalls ein Jet [Ramjet], welcher sich aber die Turbine als Verdichterstufe spart, aber dadurch keinen Standschub erzeugen kann; es kann dann z.B. nur gestartet werden, wenn sich die Startplattform bereits mit merklicher Geschwindigkeit [z.B. > halbe Schallgeschwindigkeit] bewegt) verbauen kann. Dies trifft z.B. bei einigen militärischen Geräten zu (entweder vom Flugzeug oberhalb einer gewissen Geschwindigkeit gestartet oder mit einem Raketen-Booster versehen, die das Staustrahltriebwerk auf die nötige Geschwindigkeit bringt). Aber außer bei ein paar recht alten Kampfjets werden heute keine Turbojets mehr verbaut.

Wie schon im Thread vermerkt, sind die meisten "Jet"-Antriebe heutzutage keine Turbojets mehr sondern sogenannte Turbofans (auch Mantelstromtriebwerke genannt). Hier stellt der Rückstoß durch den Abgasstrahl nur noch eine mehr oder weniger kleine Komponente des Gesamtschubs dar. Dies kann von z.B. über der Hälfte bei schnellen Überschall-Militärjets (Mach 2,5+) reichen (wobei diese Geschwindigkeiten nur mit Nachbrenner erreicht werden, was den Anteil des Vortriebs durch den Fan stark herabsetzt) bis zu teilweise weniger als 10% z.B. bei den modernen Antrieben von Passagiermaschinen. Der Hauptteil des Schubs erzeugt hier normalerweise der Lüfter (Fan) der ersten Verdichterstufe (das Teil was man sieht, wenn man von vorne in so einer Turbine hineinsieht), der stark vergrößert ist und den Hauptteil der Luft nicht in die Turbine zur Verbrennung leitet, sondern außen daran vorbei (aber noch innerhalb der großen Triebwerksverkleidung). Die kalte Luft "ummantelt" praktisch die Turbine mit ihrem heißen Abgasstrahl in der Mitte, daher die deutsche Bezeichnung.
Treibt man das auf die Spitze, montiert man keinen vergrößerten Fan, sondern einen Propeller und landet beim Turboprop-Antrieb, welcher je nach Auslegung im Geschwindigkeitsbereich bis etwa 900 km/h (theoretisch sogar noch höher, hat bloß keiner gebaut) effizienter als die Turbofans ist (aber sehr viel lauter, weswegen das meist nur bei noch niedrigeren Geschwindigkeiten eingesetzt wird).
Hier ist dann der Übergang zu anderen Antriebsarten des Propellers (z.B. durch Kolbenmotor) mehr oder weniger fließend, da auch hier natürlich der Abgasstrahl nicht mehr viel zum Vortrieb beiträgt (vielleicht noch 5%). Hier entscheidet also vielmehr, wie effizient man die zum Antrieb des Propellers benötigte mechanische Leistung erzeugen kann (also schlicht der Wirkungsgrad der benutzten Wärmekraftmaschine, egal ob Kolbenmotor oder Turbine) und wie groß und schwer das Ganze wird. Turbinen haben ja gegenüber Kolbenmotoren einen merklichen Vorteil im Leistungsgewicht, eine Turbine, die z.B. eine mechanische Leistung von 10000kW bieten kann (was man z.B. für ein größeres Flugzeug bräuchte), ist im allgemeinen kleiner und leichter als ein entsprechender Kolbenmotor und verursacht auch deutlich weniger Vibrationen. Dies führt dann dazu, daß meist nur kleine Flugzeuge mit Kolbenmotoren ausgestattet werden (und z.B. Hubschrauber bis auf recht wenige Ausnahmen mit Turbinen betrieben werden, dort ist das Leistungsgewicht noch kritischer). Der Wirkungsgrad großer Turbinen ist durchaus halbwegs konkurrenzfähig mit denen von Kolbenmotoren (bis zu 30%, für stationäre gar bis zu 40%), so daß die Vorteile von Turbinen für größere Flugzeuge im Normalfall überwiegen.
Der Vorteil der Turbine gegenüber dem Kolbenmotoren ist dabei, dass die für den Vortrieb sinnlose Kolbenbewegung eben auch für den Vortrieb genutzt wird.
Eigentlich nicht. Bei geringen Geschwindigkeiten entscheidet schlicht das Gesamtpaket aus Kosten, Wirkungsgrad, Masse und Größe, sowie sekundäre Kriterien wie die Vibrationen über die Wahl des Antriebs. Die Antriebsleistung des Abgasstrahls, die bei Turbinen genutzt werden kann, wird erst bei hohen Geschwindigkeiten wichtig, bei niedrigen Geschwindigkeiten ist das praktisch vernachlässigbar (Beispiel zum Vergleich: Cessna mit Kolbenmotor und Hubschrauber mit Gasturbine; bei Letzterem wird der Abgasstrahl überhaupt nicht zum Vortrieb genutzt und der Wirkungsgrad einer Turbine der Größe ist geringer und es ist trotzdem meist die bessere Wahl).
Weshalb sind in einigen speziellen Fällen Kolbenmotoren effizienter als ein Strahltriebwerk? Letztendlich hängt es doch mit der beim Kolbenmotor vom Vortrieb abgekoppelten Verbrennung ab? Der Kolbenmotor kann für sich in einem optimalen Verhältnis arbeiten und der Vortrieb wird mechanisch übersetzt durch einen Propeller oder Rotor geleistet.
Das Antriebskonzept nach dem Rückstoßprinzip bei den "echten" Jets (Turbojets bzw. Ramjets) skaliert schlicht anders mit der Geschwindigkeit als Propeller bzw. die Fans von Kolbenmotor, Turboprop bzw. Turbofan. Je schneller man wird, desto effizienter werden Jets im Vergleich. Bei niedrigen Geschwindigkeiten sind Jets schlicht nicht konkurrenzfähig. Ob man sich bei niedrigen Geschwindigkeiten für einen Kolbenmotor oder Turboprop und bei mittleren Geschwindigkeiten für einen Turpoprop oder Turbofan entscheidet, hängt von den oben geschilderten Überlegungen ab. Die Energieeffizienz/Wirkungsgrad ist nur ein Kriterium unter vielen.

[Avalox]

Gute Ausführung.

Der Kolbenmotor und die Strahlturbine hat doch nur einen einzigen primären Zweck, sie sollenl hinreichend viel Sauerstoff in hinreichender Dichte bereit stellen, um den Kraftstoff vernümftig verbrennen zu können.

Die Kolbenbewegung mit ständigen beschleunigen und abbremsen der Masse ist als solches ja ineffizient.
Der Vorteil der Turbine ist, dass die Verdichterstufe nicht abgebremst und wieder neu beschleunigt werden muss und zudem damit kontinuierlich betrieben werden kann. Trotzdem muss die Turbine gegen den Druck im Verdichter angetrieben werden.
Wäre die Umgebungsluft hinreichend dicht und mit hinreichender Sauerstoffkonzentration vorhanden, würde es weder einen Kolbenmotor, noch einer Turbine bedürfen. Ein Raketentriebwerk würde keinen Oxydator mehr mitführen müssen. Genau der Effekt, der bei einem Ramjet eintritt und genutzt wird.

Das ist die Theorie, in der Praxis scheitert es allein an den Ingenieurtechnischen Leistungen und den beschränkten Materialien.

Der Vorteil den Motor vom eigentlich Antrieb zu trennen, wie z.B. bei einem Propeller und einen Kolbenmotor ist ja eher ein Akt der Skalierung, denn der Kolbenmotor muss ja ebenfalls die notwendige Menge Sauerstoff zugeführt werden, dieses kann in dem Fall aber unabhängig von der eigentlichen Bewegung des angetriebenen Dings erfolgen.

Kolbenmotoren sind doch die ersten und primitivsten Kraftmaschinen der Menschheit, faktisch aus der Kanone, einem Vorderlader heraus entwickelt.

[Pinoccio]

Kolbenmotoren sind doch die ersten und primitivsten Kraftmaschinen der Menschheit, faktisch aus der Kanone, einem Vorderlader heraus entwickelt.
Der Weg führte eher über die Dampfmaschine, bei der sogar ursprünglich nicht der Dampf selbst die Arbeit verrichtete, sondern der äußere Luftdruck (Wikipedia. Thomas Newcomen (https://de.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen)). Über den Schritt, dass der Dampf arbeitet, ging es dann zur Verbrennung an sich im Zylinder und somit zur Doppelnutzung der Verbrennungselemente als Energiezuführ und Arbeitsmedium.

Der Kolbenmotor und die Strahlturbine hat doch nur einen einzigen primären Zweck, sie sollenl hinreichend viel Sauerstoff in hinreichender Dichte bereit stellen, um den Kraftstoff vernümftig verbrennen zu können.So ganz schlau werde ich aus deinen Ausführungen nicht.
Ein Motor mit einem thermodynamischen Kreisprozess (wie z.B. ein Kolbenmotor oder eine Strahlturbine) benötigt eine Energiequelle und ein Gas als Arbeitsmedium. Es wird offenbar sehr effizient, wenn du Luftsauerstoff und Treibstoff für die Energiezufuhr nutzt und die Verbrennungsgase (zzgl. der nicht umgesetzten Reste wie z.B. Stickstoff oder eingespritztes Wasser) auch als Arbeitsmedium. Aber das musst du nicht.
Du könntest theoretisch einen Kolbenmotor bauen, der nichts verbrennt, sondern mit elektrischen Heizdrähten im Zylinder das Arbeitsmedium zur Expansion bringt. (Der verliert aber aus prinzipiellen Gründen des Wirkungsgrades gegen einen "richtigen" Elektromotor.)

Und selbst in einer in einer "hinreichend dicht[en Atmosphere] mit hinreichender Sauerstoffkonzentration" würde eine Kolbenmotor ganz genauso funktionieren.

Ein Ramjat ist da etwas anders, weil der Prozess kein geschlossener Kreis ist. Aber analog zu oben würde der auch funktionieren, wenn du die einströmende Luft elektrisch erwärmst. Die Verbrennung ist auch nur zur Energiezuführ nötig.

mfg

[Zephyroth]

Einen Kolbenmotor mit geschlossenem Kreislauf gibt es. Den Stirlingmotor, da gibt's verschiedene Typen (Alpha, Beta, Gamma). Aber das Prinzip ist immer dasselbe. Ein Verdrängerkolben verschiebt das Arbeitsgas mal auf die warme und mal auf die kalte Seite. Der Arbeitskolben wird von der Expansion des Arbeitsgases dabei angetrieben.

Grüße,
Zeph

[Pinoccio]

StirlingmotorDen hatte ich vergessen. Schönes Beispiel für Trennung von Energieträger und Arbeitsmedium.
Und für geringen Wirkungsgrad in der Praxis, dafür aber anderen Vorteilen.

mfg

[Avalox]

Der Weg führte eher über die Dampfmaschine, bei der sogar ursprünglich nicht der Dampf selbst die Arbeit verrichtete, sondern der äußere Luftdruck (Wikipedia.

Ja, da behaupte ich aber auch erstmal, dass die Kolbendampfmaschine ihren konzeptionellen Ursprung in frontgeladenen und gestopften Feuerwaffen ihre Zeit hatte.


So ganz schlau werde ich aus deinen Ausführungen nicht.
Ein Motor mit einem thermodynamischen Kreisprozess (wie z.B. ein Kolbenmotor oder eine Strahlturbine) benötigt eine Energiequelle und ein Gas als Arbeitsmedium.


Ganz genau.

Du könntest theoretisch einen Kolbenmotor bauen, der nichts verbrennt, sondern mit elektrischen Heizdrähten im Zylinder das Arbeitsmedium zur Expansion bringt. (Der verliert aber aus prinzipiellen Gründen des Wirkungsgrades gegen einen "richtigen" Elektromotor.)

Dieses (einen nicht auf Verbrennung beruhende Heizung) hat Lokadamus ja schon eine Seite zuvor als Patentanmeldung gezeigt.
Da die Geschwindigkeit mit Propellern antrieben Flugzeugen prinzipbedingt natürlich begrenzt ist, wird eine elektrische Heizung eines Strahltriebwerkes sicherlich auch dann das mittel der Wahl werden. Es ist halt nur sehr Energieintensiv.


Und selbst in einer in einer "hinreichend dicht[en Atmosphere] mit hinreichender Sauerstoffkonzentration" würde eine Kolbenmotor ganz genauso funktionieren.


Ja, er würde so funktionieren, es würde diesen aber keiner mehr benutzen. Weshalb auch? Es gäbe nur Nachteile.

Auch Turbinen mit Verdichter würden nicht benötigt werden.
Das was letztendlich übrig bliebe wäre ein Raketentriebwerk, in welchen der Oxydator anstatt aus einem separaten Tank, aus der Umgebungsluft einfach zugeleitet wird.

Eine Kreisbewegung würde dann direkt das dem expandierenden Abgasstrahl gewonnen werden.



Ein Ramjat ist da etwas anders, weil der Prozess kein geschlossener Kreis ist. Aber analog zu oben würde der auch funktionieren, wenn du die einströmende Luft elektrisch erwärmst. Die Verbrennung ist auch nur zur Energiezuführ nötig.


Absolut. [URL="https://de.wikipedia.org/wiki/Pluto_(Marschflugk%C3%B6rper)"]Projekt Pluto (https://de.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen) war mit einem nuklearen Staustrahltriebwerk ausgestattet.

[Annator]

Projekt Pluto (https://de.wikipedia.org/wiki/Pluto_(Marschflugk%C3%B6rper)) war mit einem nuklearen Staustrahltriebwerk ausgestattet.

Schon die bei Mach 3 im Tiefflug entstehende Druckwelle von Pluto wurde mit 162 dB[1] Schalldruckpegel als potenziell tödlich erachtet. Weiterhin hätte Pluto im Flug nicht nur seine Umgebung aufgrund fehlender Abschirmung des Reaktors mit starker Neutronen- und Gammastrahlung bestrahlt, sondern auch die Luft, welche das Triebwerk passierte, mit Radioisotopen kontaminiert. Der Flugkörper hätte zusammen mit der erzeugten Druckwelle bis zu seinem Ziel eine Spur der Zerstörung gezogen.

162db :eek: Interessanter Artikel.

[Cyphermaster]

Die Kolbenbewegung mit ständigen beschleunigen und abbremsen der Masse ist als solches ja ineffizient.
Der Vorteil der Turbine ist, dass die Verdichterstufe nicht abgebremst und wieder neu beschleunigt werden muss und zudem damit kontinuierlich betrieben werden kann.Das große Problem bei Kolbenmaschinen ist nicht einmal das Beschleunigen/Abbremsen (man könnte sonst ja auch einen Wankel nehmen), sondern daß gleich eine ganze Reihe von nachteiligen Effekten hinsichtlich des von dir beabsichtigten Betriebsfalls von atmosphärischen Flügen mit höheren Geschwindigkeiten vorhanden sind:

- Geringere mögliche Drehzahlen bzw. andernfalls zusätzliche verlustbehaftete Getriebeübersetzung
- Aufwendige Ein-/Auslaß-Steuerung
- Imperfekter Durchstrom durch die Brennkammer (unvollständiger Gasaustausch)
- Schlechtere Möglichkeiten der Brennraum-Kühlung
- Massivere Ausführung der Brennkammer bzgl. Druck
- Problem der angepaßten Verdichtungs-Steuerung bei wechselndem Außendruck (Boden/Reiseflughöhe)

Wie schon mehrfach erwähnt, sticht aber vielfach der große Vorteil, daß solche Motoren im Vergleich zu einer Turbine andere Vorteile haben, wie z.B. einfacheres Starten und effizienteres Arbeiten bei geringeren Fluggeschwindigkeiten, sowie unproblematischere Leistungsanpassung. Deshalb haben sich ja u.a. auch Turboprops für bestimmte Bereiche durchgesetzt.

[Avalox]

Wie schon mehrfach erwähnt, sticht aber vielfach der große Vorteil, daß solche Motoren im Vergleich zu einer Turbine andere Vorteile haben, wie z.B. einfacheres Starten und effizienteres Arbeiten bei geringeren Fluggeschwindigkeiten, sowie unproblematischere Leistungsanpassung. Deshalb haben sich ja u.a. auch Turboprops für bestimmte Bereiche durchgesetzt.

Ja, das stelle ich auch gar nicht Frage.

Kern meines ersten Postings war eher das Ergebnis einer kurzen Überlegung zu diesen 2. WK Raketenflugzeugen. Diese hatten ja nun wahrlich keine lange Brenndauer ihrer Raketentriebwerke.
Im Hinterkopf hatte ich immer die Vereinfachung: luftatmende Triebwerke effektiv für den Treibstoffeinsatz und Raketenantriebe furchtbar ineffektiv für den Zweck.
Aber das kann es ja nicht so einfach sein, die Kraftstoffe sind ja doch recht vergleichbar, oder sogar sehr identisch.
Das Ergebnis der Überlegung war halt Posting Nr. 1 und ich wollte eigentlich nur wissen, ob ich irgend etwas wesentlichen übersehen habe. Was aber mM nicht der Fall ist. Letztendlich ist es originäre Funktion
des Verbrennungsmotors die Umgebungsluft hinreichend zu komprimieren, um diese nicht in einem Tank im Fahrzeug selbst mitführen zu müssen.

Das ist ein Aspekt unter dem ich einen Verbrennungsmotor aber vorher noch nie gesehen habe und die Form dieser Verbrennungsmaschine damit nur ein ingenieurtechnischer Akt des Anspruchs. Mit jeweiligen Vor- und Nachteilen und vor allen einen starken Bezug zum Raketenmotor, die ich vorher nie so gesehen habe.

Nun frage ich mich so ein paar Dinge, die vielleicht schon längst so umgesetzt werden, oder aus irgendwelchen Gründen sich anders darstellen.

z.B. ein Ramjet, der an einen Flugzeug befestigt erstmal das Problem hat eine notwendige Betriebsgeschwindigkeit zu erreichen. In den Testgeräten wird z.B. gerne eine Startrakete verwendet.
Weshalb wird solch ein Ramjet nicht während einer langsameren Geschwindigkeit zusätzlich mit Sauerstoff aus einem internen Takt mitversorgt, bis die Geschwindigkeit und damit der entsprechende "Ladedruck" durch die Atmosphäre Selbsterhaltung sind? Es wäre nur ein universales Triebwerk nötig.

[Pinoccio]

Ja, da behaupte ich aber auch erstmal, dass die Kolbendampfmaschine ihren konzeptionellen Ursprung in frontgeladenen und gestopften Feuerwaffen ihre Zeit hatte.Dann verlinke ich eben Otto von Guericke (https://de.wikipedia.org/wiki/Magdeburger_Halbkugeln) und Denis Papin (https://de.wikipedia.org/wiki/Denis_Papin). Nix Feuerwaffen.
Selbst noch bei Ottos Flugkolbenmotor (https://de.wikipedia.org/wiki/Flugkolbenmotor) arbeitet der äußere Luftdruck!

Letztendlich ist es originäre Funktion des Verbrennungsmotors die Umgebungsluft hinreichend zu komprimieren[...]Ein Kolbenmotor funktioniert auch ganz ohne Kompression! Wikipedia: Étienne Lenoir - Der Gasmotor (https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%89tienne_Lenoir_(Erfinder)#Der_Gasmotor).

(Kurze Frage, um die Argumente anpassen zu können: wieviel weißt du schon? 7. Klasse + Galileo? Abitur? Studium? Promotion?)

mfg

[Cyphermaster]

Letztendlich ist es originäre Funktion
des Verbrennungsmotors die Umgebungsluft hinreichend zu komprimieren, um diese nicht in einem Tank im Fahrzeug selbst mitführen zu müssen.Falsch. Die Kompression verschiebt die jeweiligen Stützpunkte im Arbeitsdiagramm, und ist bei einem im Tank vorkomprimiert mitgeführten Oxidator bei gleichem Output der Maschine auch als Aufwand für die Fortbewegung vorhanden, nur eben vom Verbrauch des Oxidators zeitlich entkoppelt, sprich vorgelagert auf das Füllen des zweiten Tanks.
Nun frage ich mich so ein paar Dinge, die vielleicht schon längst so umgesetzt werden, oder aus irgendwelchen Gründen sich anders darstellen.

z.B. ein Ramjet, der an einen Flugzeug befestigt erstmal das Problem hat eine notwendige Betriebsgeschwindigkeit zu erreichen. In den Testgeräten wird z.B. gerne eine Startrakete verwendet.
Weshalb wird solch ein Ramjet nicht während einer langsameren Geschwindigkeit zusätzlich mit Sauerstoff aus einem internen Takt mitversorgt, bis die Geschwindigkeit und damit der entsprechende "Ladedruck" durch die Atmosphäre Selbsterhaltung sind? Es wäre nur ein universales Triebwerk nötig.Man muß durchrechnen, welches System insgesamt besser ist. Bei deinem Beispiel z.B. kann es so sein, daß die Gewichts- und Platzersparnis gegenüber einem konventionellen Turbinentriebwerk äquivalenter Leistung deutlich geringer ausfällt, als die große Menge an Druckgasflaschen, die der Ramjet in der Beschleunigungsphase (die man wegen den problematischen Auswirkungen hoher Beschleunigungsraten auf Passagiere/Fracht bzw. auch das Airframe selber nicht beliebig kürzen kann) benötigen würde = nicht sinnvolle Konstruktion. So simpel und generell kann man das aber bei den Einflußfaktoren wie Umgebungsdruck/-Temperatur, lokaler Sauerstoffgehalt, Bewegungskurve, Zeit/Geschwindigkeiten, gewünschte Ansprechgeschwindigkeit bei Korrekturen, notwendige Steuerungs- und Sicherheitseinrichtungen, ... nicht mehr abschätzen.

[DavChrFen]

Vielleicht kann mir das einer hier beantworten: Wieso stehen eigentlich bei einem Strahltriebwerk die Hälfte der Schaufeln still? Wieso lässt man sozusagen nicht den Teil der Triebwerks, wo die feststehenden Schaufeln befestigt sind, entgegen den anderen Schaufeln rotieren?

Was ich auch interessant finde: Dieser gepulste Raketenantrieb hat angeblich einen 20 oder 30% höheren Wirkungsgrad als konventionelle Raketenantriebe, wird aber, außer im Hobbybereich, nicht eingesetzt.

[seaFs]

Diese gepulsten Raketentriebwerke, auch Ramjet oder Staustrahltriebwerk genannt, werden nur dann genutzt, wenn eine herkömmliche Turbine nicht mehr sinvoll ist, also bei sehr hohen Geschwindigkeiten. Sinnvoll heißt hier, dass das Staustrahltrieberwerk weniger Konstruktionsaufwand benötigt, da der Verdichter komplett weggelassen werden kann. Der Verdichter würde ab einer bestimmten Geschwindigkeit wohl zu einem Hindernis für die Luftströmung werden.

[Pinoccio]

Vielleicht kann mir das einer hier beantworten: Wieso stehen eigentlich bei einem Strahltriebwerk die Hälfte der Schaufeln still? Wieso lässt man sozusagen nicht den Teil der Triebwerks, wo die feststehenden Schaufeln befestigt sind, entgegen den anderen Schaufeln rotieren?Konstruktiver Aufwand?

mfg

[Haarmann]

DavChrFen

Die Welle der Statoren müsste dann Aussen sein... das wird nicht klappen.

[Pinoccio]

Die Welle der Statoren müsste dann Aussen sein... das wird nicht klappen.Es geht schon. Esgibt auch Kompressoren mit gegenläufigen Schaufelrädern und Untersuchungen (https://scholar.google.de/scholar?q=counter+rotating+axial+compressor) zeigen auch große Vorteile in einigen Aspekten. Die mechanischen Probleme überwiegen aber offenbar, außer bei einigen wenigen Spezialanwendungen.

mfg