Flugtriebwerke. Alfred Urlaub. Grundlagen, Systeme, Komponenten. Springer-Verlag

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1 Hochschultext

2 Alfred Urlaub Flugtriebwerke Grundlagen, Systeme, Komponenten Mit 160 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo Hong Kong Barcelona Budapest

3 Prof. Dr.-Ing. Alfred Urlaub, Univ.-Prof. Institut fur Verbrennungskraftmaschinen und Flugtriebwerke TU Braunschweig Langer Kamp Braunschweig ISBN-13: e-isbn-13: : Die Deutsche Bibliothek - CI P-Einheitsaufnahme Urlaub,Alfred: Flugtriebwerke : Grundlagen, Systeme, Komponenten 1 Alfred Urlaub. Berlin; Heidelberg; New York ; London; Paris; Tokyo; Hong Kong; Barcelona; Budapest: Springer, 1991 (Hochschultext) Dieses Werk ist urheberrechtlich geschutzt.die dadurch begrundeten Rechte,insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, derentnahme von Abbildungen und Tabellen,der Funksendung, der Mikroverfilmung oder dervervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiserverwertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen dergesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes derbundesrepublik Deutschland vom 9.September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulassig.sie ist grundsatzlich vergutungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1991 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen,Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nichtzu der Annahme,daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden durften. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oderrichtlinien (z.b. DIN, VOl, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewahr fur Richtigkeit, Volistandigkeit oder Aktualitat Ubernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls fur die eigenen Arbeiten die vollstandigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gultigen Fassung hinzuzuziehen. Satz: Reproduktionsfertige Vorlage vom Autor 60/ Gedruckt auf saurefreiem Papier

4 Vorwort In der vorliegenden Schrift hat der Verfasser die von ihm an der Technischen Universitat Braunschweig abgehaltenen Vorlesungen tiber das Fachgebiet der Flugtriebwerke zur Erganzung der kurzgefabten Vorlesungsumdrucke in vollstandiger Form ausgearbeitet. Sie sol1 also in erster Linie dem Studenten eine we it ere Lernhilfe bieten. Das Buch ist in zwei Teile gegliedert. 1m erst en Teil werden alle verfahrenstheoretischen Grundlagen zur Projektierung von Flugtriebwerkssystemen und zur Vorausberechnung ihrer Leistungscharakteristiken behandelt. Der zweite Teil beschaftigt sich dann mit weitergehenden Betrachtungen tiber das Funktionsverhalten und tiber die Berechnung und AusfUhrung einzelner Triebwerkskomponenten. Diese Stoffanordnung sol1 es dem Leser ermoglichen, sich zunachst ohne Beschaftigung mit Detailfragen der Komponentenauslegung durch das Studium des ersten Teils schon tiber die wichtigsten Grundlagen der Flugtriebwerkstechnik zu inforrnieren. Dabei werden ihm einige aus den vorlesungsbegleitend en Obungen ausgewahlte Zahlenbeispiele das Verstandnis der TriebwerksprozeBberechnungen erleichtern. Der Verfasser mochte auch an dieser Stelle Herrn Dipl.-Ing. T. Schilling fur die kritische Textdurchsicht und Herrn H-W Quast fur die sorgfaltige Ausarbeitung des Bildmaterials seinen Dank aussprechen. Sickte, im Frtihjahr 1991 Alfred Urlaub

5 Inhaltsverzeichnis Teil I. Triebwerkssysteme 1 Einfiihrung Luftraum Triebwerksanforderungen Triebwerksarten 19 2 Kolbenmotor Saugmotor Motor mit mechanischer Aufladung Motor mit Abgasturboaufladung 39 3 Grundlagen der Gasturbinentriebwerke Thermogasdynamik Kreisprozesse Idealprozesse RealprozeB Turbinen-Luftstrahltriebwerke Kenngr6Ben Vorauslegung Kennfelder der Str6mungsmaschinen Verdichterkennfeld Turbinenkennfeld 99

6 VII 4.4 Triebwerkskennfelder Propeller-Turbinen-Luftstrahltriebwerke Propeller Leistungsaufteilung Zweistrom-Turbinen-Luftstrahltriebwerke Ausfiihrungen Leistungsaufteilung Kennfeldberechnung MaBnahmen zur Schubverstarkung Wassereinspritzung Nachverbrennung Triebwerke f"1ir den Senkrechtstart Hub-Marsch-Triebwerke Hubtriebwerke Staustrahltriebwerke KreisprozeB Triebwerkskennfelder Raketentriebwerke Kenngr6Ben Antriebsbedarf Fliissigkeitsraketen Feststoffraketen Hybridraketen 191

7 VIII Teil II. Triebwerkskomponenten 11 Triebwerkseinlaufe Berechnungsgrundlagen Diffusor Verdichtungsst6Be Ausfiihrungen Unterschalleinlauf Oberschalleinlauf Stromungsmaschinen Berechnungsgrundlagen Verdichter Turbinen Ausfiihrungen Brennkammern Berechnungsgrundlagen Thermochemie Thermogasdynamik Ausfiihrungen Schubdiisen Berechnungsgrundlagen Ausfiihrungen 315 Literaturverzeichnis 319 Sachverzeichnis 323