Herunterkühlen der Ansaugluft

Theoretische Frage!

Wer kennt das nicht: Herrliches Wetter, hochsommerliche Temperaturen (>30°) und die Leistung der Turbine lässt deutlich zu wünschen übrig!

Inwieweit ist es nun möglich bei geschlossenen Systemen (duct) die Ansaugluft derart runterzukühlen sodaß die Leistung wieder stimmt!?

Wie könnte so ein einfacher und dennoch effektiver "Ladeluftkühler" aussehen?

- Wassereinspritzung?
- Alkoholeinspritzung?
- Flüssiggas expandieren lassen?
- Trockeneiskartusche?
- ???

Hat sich diesbezüglich schon wer mal Gedanken gemacht?

Grüße Spunki

PS: das bringts natürlich nur wenn der gewonnene Mehrschub größer ist als das Systemgewicht der Kühlung ...

Eine Turbine und ein geschlossenes System?? Na, ich weiß nicht. Saugt Umgebungsluft an und pustet in die Umgebungsluft hinein. Wo ist da was "geschlossen"?

Wenn die Ansaugluft mit irgendwas gekühlt wird, muss dieses Medium ja zwangsläufig auch vom Triebwerk "verarbeitet" werden. Das reduziert den Luftdurchsatz und damit die Leistung, abgesehen vom Zusatzgewicht der Installation.

Es ist zu bezweifeln, ob dieser Ansatz zum gewünschten Erfolg führt.
Das Verfahren der Ladeluftkühlung bei aufgeladenen Kolbenmotoren ist m. E. daher nicht auf Turbinen übertragbar.

Hallo Siegfried

Mit "geschlossen" meine ich eine geschlossene Führung der Ansaugluft - also "duct" wie immer öfter zu sehen ist!

An geeigneter Stelle könnte man in diesem Duct einen "Wärmetauscher" installieren - einen mittig angeordenten langen strömungsgünstigen Kühlkörper der längs nach unzählige Kühlrippen aufweist ... man sollte nur darauf achten das der Querschnitt in etwa gleich bleibt ... diesen Kühlkörper könnte man dann dementsprechend tief herunterkühlen ...

Leistungsverlust wegen zu wenig Luft: da sehe ich keine Probleme! - Turbinen benötigen im Vergleich zb. zu gleich standschubstarken Impellern einen Bruchteil deren Ansaugluftmenge ...

Also da wird dann auch nix "mitverbrannt" bzw. "verarbeitet" ...

So einen strömungsgünstigen Kühlkörper könnte man zb. aus 0,3er-Alu-Blech herstellen - der wiegt dann so gut wie nichts ... das Problem ist nur die Kühlung dessen - denkbar wäre eine Füllung mit Trockeneis-Pellets, -78°, siehe: http://www.ecodesign-beispiele.at/data/art/117_8.php

>>Es ist zu bezweifeln, ob dieser Ansatz zum gewünschten Erfolg führt.<<

Fakt ist das bei hochsommerlichen Temperaturen die Leistung eklatant nachlässt - bis zu 20N Schub sind da gleich mal weg, wird Dir jeder Turbinenflieger bestätigen ...

Grüße Spunki

Hallo Spunki,

die Turbinen leiden vor allem unter der hohen Density Altitude. (Dichtehöhe)

Darunter leiden natürlich ebenso die Turbinen der 'manntragenden' Geräte. Die DA hängt hauptsächlich von der Druckhöhe ab (Höhe über NN und Korrektur um örtlichen Luftdruck) und zweitrangig von der Temperatur. Nach der Standardatmosphäre geht man von 0 m Meereshöhe, 15° C und 0% Feuchtigkeit aus. Pro 100 m Höhe ist nach ISO eine Abkühlung von 1° C vorausgesetzt.

Sollten wir also, wie z.Zt. in Ulm, bei 550 m über MSL 29°C anstatt 9,5° C haben, so ergibt sich in etwa eine Dichtehöhe von 1180 m.

Sollte sich die Einlasstemperatur freundlicherweise auf z.B. 25° C abkühlen lassen, wären es immer noch 1036 m Dichtehöhe, also nicht gerade der Brüller.

Die erheblich höhere Abkühlung der Einlassluft stelle ich mir äußerst schwierig vor. Bei meinem Berufs-Arbeits-Gerät, einem manntragenden Hubschrauber, filtert man die Ansaugluft für staubige Szenarien und das kostet schon einen Haufen Leistung, da die Einlassluft abgebremst und suboptimal geführt wird.

Meiner Vorstellung nach könnte man auf jeden Fall mit Alkohol arbeiten. Der Bell Jet Ranger hat in einigen Versionen (manntragend) eine Alkohol Einspritzung für sehr kurzzeitige Leistungssteigerung. Wie es genau funzt, weiß ich leider auch nicht.

MfG

Michael Maly

[ 09. Juni 2003, 14:04: Beitrag editiert von: Michael Maly ]

Hallo Spunki, in der Großfliegerei war es vor Jahren gängige Praxis ein Wasser-Methanolgemisch im Bereich der letzten Verdichterstufen einzuspritzen. Das Wasser sorgt hierbei für die Kühlung der verdichteten Luft, das Methanol um den durch das Wasser erlittenen "Energieverlust" auszugleichen. >>An die Experten: Das ist jetzt gaaanz einfach gesagt, bitte nicht hängen dafür!<< Bei der Transall z.B. wird dieses Verfahren immer noch angewendet, der Leistungsgewinn beträgt hier abhängig von der Temperatur, bis zu 20%. Je größer die Abweichung von der Standarttemperatur desto mehr, natürlich nur bis zum Erreichen der max. Einspritzmenge. Diese beträgt etwa 10 l/min bei einem Kraftstoffverbrauch von ca. 25 l/min.
Wär mal ein interessanter Versuch, ich würd aber vorsichtig mit der Einspritzmenge sein, die zudem ganz fein zerstäubt werden sollte!

Grüße, Wolfgang

Danke Jungs

@Michael

Natürlich spielt der Luftdruck auch eine Rolle!

Nur: ich wage zu behaupten das das bei uns nicht so von Bedeutung ist - welcher Modelljet hat denn schon eine Dienstgipfelhöhe von 5.500m ... da scheinen mir die Schwankungen der Temperatur doch beträchtlicher mitzuspielen ...

Kannst Du mir die "Formel" verraten nach dem die DA berechnet wird? - Besten Dank

@Wolfgang

20% Leistungsgewinn wär schon ne feine Sache - zumindest hätte die Bine dann wieder ihre Nennleistung ...

Grüße Spunki

Na, Ihr habt aber Probleme.

Die WM wurde in diesem Jahr in SA ausgetragen,wir hatten z.T eine DA von 5800m. Die Piloten haben diese ca. 25% Leistungsverlust ( Gesamtleistung und nicht nur weniger Schub) auch ausgleichen können. Und dies nicht, indem sie noch mehr Gewicht in ihre Flieger reinschrauben (Ladeluftkühler) , sondern, indem sie ihre max. Drehzahl um 2-3000 U/min angehoben haben.
Dies funzt natürlich nur dann, wenn man nicht sowieso schon "auf der letzten Rille" fliegt

nun muss ich mal fragen...

Spunki du hast ne TJ 67. mit 9,5 KN bei welcher Drehzahl? mit welchen verlusten rechnest Du denn bei 20° unterschied?

ich muss sagen das ich noch keinen unterschied gemerkt noch gemessen habe bei meinen Triebwerken...höchstens die Abgastemp. verändert sich in der Regel ist das bei 1° höherer aussen Temp. =3 höhere Abgastemp....

Alfred gibt auf den Prüfprotokollen den Schub mit Heizöl an. Mit Kerosin o.ä. hast du laut seiner Auskunft 0,5-1 kg mehr Schub

Diese nette Rechenhilfe zur Bestimmung der DA (Density Altitude = Dichtehöhe)ist hier zu finden.

Moi Leute,
ihr habt Probleme, nehmt doch einfach euer Smoker System und verwendet das zur Wasser Methanoleinspritzung 60/40 ab etwa 80 % Gasstellung mit nem Mixer, da gibts kein Zusatzgewicht.
Ansonsten gilt, die meisten Binen laufen besonders bei den jetzigen Außentemperaturen mit Diesel/Benzinmix deutlich heißer als mit Kerosin.

Gruß
Eberhard

Hallo Eberhard

Geht nicht - grad das smoker-System brauch ich ja bei solchen Veranstaltungen ...

Mal abgesehen davon: wie und wo soll dieses Wasser/Alk-Gemisch "eingespritzt" werden?

Fein zerstäubt als Nebel direkt in den Einlasstrichter?

Hast Du das schon mal praktiziert?

Besten Dank und Grüße

Spunki

Hallo Ralf

Bei der WM gehts doch gar nicht um "full power" sondern ums "scale like" fliegen - und dafür reicht die Leistung i.A. allemal ...

Hallo Jet Turbo

Schön wärs die 9,5 KN

Meine TJ-67 schiebt bei 15 Grad und 120.000 8.95kg - laut dem Prüfprotokoll von Alfred ...

Hatte am Samstag bei 33 Grad einen Vorfürflug bei einer Veranstaltung für manntragende Flugzeuge ... ich kanns nicht genau sagen - auf jeden Fall ein deutlicher Unterschied in der Power - grad eben bei Demo-Flügen wärs schön wenn die Bine schiebt wie gewohnt ...

Ein andermal wieder bin ich kurz nach dem Start gleich gelandet da ich dachte meine Bine hat was - ging nichts weiter ... am Boden aber alles ok ... hatte da auch über 30 Grad ...

Grüße Spunki

meine unmaßgeblichen gedanken hiezu:

sinn hätte das nur, wenn man die bereits erhitzte verdichterluft kühlen würde (so wie es auch bei aufgeladenen hubkolbenmotoren mittels ladeluftkühler gemacht wird).
das bedeutet aber komplette neukonstruktion der turbine.

andere variante:
ansaugluft kühlen via trockeneis (dieser effekt wird wahrscheinlich nicht lange genug aufrecht zu erhalten sein, es sei denn man nimmt etliche kilo davon mit)
O2 flasche an bord, mehrere verdichterstufen (quasi der turbolader für den turbolader )
einspritzung wasser/methanol

wenn man das leistungsgewicht im auge behält, sind das verglichen mit einer stärkeren turbine alles keine lösungen (detto nachbrenner).

mec

Geb Dir recht mec!

Der ganze Aufwand lohnt nicht wirklich ... also stärkere Turbine oder Drehzahl aufmachen bis kurz vor der Berstgrenze ...

Grüße Spunki

Hallo Spunki, dein letzter Gedanke ist wohl der Beste! Auch das machen uns die Großen vor. Die Antriebe sind so ausgelegt das man den vollen verfügbaren Schub bei normalen Bedingungen nicht braucht, dann hat man in der Not... Aber interessant wär's schon gewesen so mit Wassereinspritzung oder so.
Grüße aus Bayern
Wolfgang

Hallo Wolfgang

Ja interessiert hätts mich auch ... alleine schon vom experimentellen Status her! ...

Vielleicht nehm ich mal so einen Alu-Wärmetauscher von einem alten Kondens-Wäschetrockner, kühl den mit Trockeneis auf -80° runter und lass die Bine durch ihn ansaugen ...

Grüße Spunki

Hallo,
vor dem Einlaßtrichter einspritzen.
Kannst testen mit ner Sprühflasche oder fein sprühendem Gartenschlauch, nur nicht versehentlich mit vollem Strahl. Langsam anfangen, und anschauen wie sich die Werte der Drehzahl und Temp verändern.
Damit reinigst auch gleich den Verdichter.
Schaden tuts jedenfals nix.

Ich hab übrigens heute eine P200 für meine F89 bestellt, damit bin ich das Thema Leistungsverlust bei hohen Außentemperaturen bei den kleinen Binen ein für alle mal los.
Eberhard

[ 10. Juni 2003, 17:25: Beitrag editiert von: Eberhard Mauk ]

Hallo,
wollte mal fragen ob sich hier was getan hat,

@ Spunki,
hast du mal bissel Experimente gemach, die Bine hat mit Wassereinspritzung bestimmt keine Probleme.
Hätte ich meine Frank nicht zurückgegeben, hätte ich das selber mal probiert. Ohne Bine gehts aber net.

@ Leute, durch die Verdampfung des Wassers/Meth. im Verdichter wird jedenfalls am effektivsten gekühlt.

Ansonsten tät mich mal Intressieren, wie eure Binen jetzt mit den noch höheren Temperaturen fertig werden?

Gruß
Eberhard

Hallo

Hab zwar selber kein Turbine, aber gibt es keine Möglichkeit, über das Smoker-System das Wasser-Metahnol-Gemisch und gleichzeitig eine Flüssigkeit einzuspritzen die auch "Smokt"? Vieleicht gibt es ja etwas, was auch in kleinsten Mengen(im vergleich zur normalen Smoker-Flüssigkeit) genauso gut raucht. Auf die art könnte man kühlen und gleichzeitig rauchen.

Gruß Fabian