Fantriebwerksthread zur Anregung und gemeinsamen Ideenfindung

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Falcon-Jet

User
Here is what I have...

Here is what I have...

Isometric view - Einzelne Schaufel
Fanschaufel.jpg

Von unten
Fanschaufel2.jpg

Von vorne
Fanschaufel4.jpg

Isometric view - "Fan hub" Das eingebettete Profil der Schaufel zu sehen...
Spinner.jpg

Fan Hub
Spinner2.jpg


Winkel sind berechnet aufgrund von Volumenstrom & Umfangsgeschwindigkeiten in den jeweiligen versch. Profiltiefen. (Um u.a. eine homogene Geschwindigkeitsverteilung zu erreichen.) Das Ganze mag Euch noch nicht viel helfen; ist bloss mal um einen Einblick zu gewähren.

Ich experimentiere noch mit der Profilhinterkante, die "Wellerei" gefällt mir noch nicht.

Der Fan darf mit rund 300m/s Umfangsgeschwindigkeit laufen. Das bedeutet bei 120mm Durchmesser eine Drehzahl von 47'000u/min. Das ergibt an der Schaufelwurzel eine Zugkraft von rund 160N/mm2 - ein Wert der hochfestes (ausgehärtetes) Aluminium ohne weiteres verträgt.


Gruss
Johannes

P.S. Die Herstellung des 3-D Teiles im CAD hat rein gar nichts mit der realen Fertigung zu tun. Nicht dass ihr denkt, ich will die Schaufeln auf den Spinner kleben :D
 
F

Falcon-Jet

User
Bestellt!

Bestellt!

Hallo Zusammen,


mit verhältnismässig wenig Aufwand konnte ich heute die Bestellung der beiden Verdichterräder (52mm und 67mm) aufgeben und bestätigt kriegen.

Meinen grössten Dank für die Bemühungen an Honeywell CH.

logo_honeywell.gif


Gruß
Johannes
 
F

Falcon-Jet

User
Mal n paar Pix wie ich mir das vorstelle...

Mal n paar Pix wie ich mir das vorstelle...

Picture 001.jpg
Picture 014.jpg
Picture 018.jpg
 
Dj Nafets

Dj Nafets

Vereinsmitglied
Grossen Respekt

Grossen Respekt

Bin in diesem Thema mehr der stille Mitleser, aber meinen grossen Respekt was ihr da vor habt.

Könnte man den Fan nicht im Wachs-Ausschmelzverfahren Giessen? Das Problem stellt dann nur die Form für den Wachs Rohling dar, aber ein guter Formenbauer bekommt das auch hin.

Hast du die Fandatei mal durch ein CFD System geschickt?
 
A

Airman

User
Hallo Leute,
mit Begeisterung lese ich hier mit. Einzig unklar ist mir noch die Verwendung dieses STOVL-Triebwerks? Baut man es zB in eine F-35, dann muß doch das Verhältnis Fan-zu-Heck-Hubkraft a) exakt auf die erwarteten Hebelkräfte vorne/hinten am Modell ausgerichtet und bereits vorab definiert sein und b) dabei sogar eine Laständerung Front/Heck zur Balance möglich sein, wie gelingt dies (Fanschaufeln drehbar, o.ä.)? Oder man baut es zB in einen Harrier ein, dann benötigt es wie auch die F-35 einen Bypass um am Flügel Steuerdüsen zu betreiben, geht das aber in einem Modell?

Viele Grüße
Uli
 
Dj Nafets

Dj Nafets

Vereinsmitglied
Soll ein normals Mantelstromtriebwerk werden

Soll ein normals Mantelstromtriebwerk werden

Das Gerät soll ein normales Fan Triebwerk werden wie es heute nahezu alle eingesetzten Strahltriebwerke sind. Ziel eines solchen Triebwerks ist die Verbesserung des Wirkungsgrades und die Geräuchreduzierung.

Was du meinst sind wieder Sonderbauformen.
 
F

Falcon-Jet

User
Hallo Zusammen,


Ich dachte auch an Fräsen, je nach Verfügbarkeit. Hier scheinen sich ja ein paar Fräs-Cracks rumzutreiben sodass wir sicher eine Lösung finden. Alles in einer Aufspannung wäre toll, kann ich mir aber bei dieser starken Verwindung besonders im Schaufelwurzelbereich nicht vorstellen.
Der Spinner ist beim Original so spitz, weil er über keine Antiice-Funktion verfügt und diese Form wohl präventiv wirken soll. Es setzt sich tatsächlich bei 0° Temperaturen und Nebel sehr sehr gerne Eis an.

@Stefan: Könnte man auch, weiss aber nicht ob sich Aluminium gscheit giessen lässt ohne Druckguss-Verfahren?! Ausserdem wäre die Festigkeit schlechter... Was meinst Du mit CFD?

@Uli: Das stimmt was Du sagst, ich denke aber diese Anwendung steht noch einwenig in den Sternen, weil zuallererst die (einfache) Strahlversion laufen soll. Schwenkdüsen auch im Heissgasbereich sind denke ich kein Problem, siehe Vektorsteuerung.
Drehbare Schaufeln kann ich mir nicht vorstellen, dazu ist die Belastung zu groß.

Gruß
Johannes
 
M

Miniflyer-nd

User
Bei der Schaufelkrümmung kann ich mir ein Fräsen, selbst mit 5 oder mehr achsen, nur schwerlich vorstellen....da ist der raum zu gering.

Die echten BLISCs werden aus einzelteilen im reibschweißverfahren verbunden....und die technologie die da dahinter steckt wird dem "allgemeinbastler" wohl noch seeeeehr lange unzugänglich bzw unbezahlbar bleiben.

Unser englischer Freund hat die schaufeln in CFK aufgebaut, und mit einem schwalbenschwanz in eine entsprechende scheibe gesetzt (wie die echten älteren baujahres). Wäre evtl auch hier eine alternative die sich praktisch günstiger gestaltet.

Eine Sache noch die sehr stark zu berücksichtigen ist: Aufladung. Beim englischen Turbofan haben sich durch den großen Fan die Bauteile so stark aufgeladen, dass es radial zum Funkenflug kam, und sowohl ECU als auch RC ausgestiegen sind. Ich denke auch hier werden große probleme auftreten, die man von anfang an schon einplanen und berücksichtigen sollte....

Gruß
Hank
 
Dj Nafets

Dj Nafets

Vereinsmitglied
CFD - Computational Fluid Dynamics

Sprich ein Windkanal in Bits and Bytes.

Die Turboladerräder werden ja auch aus Aluinium gegossen. Zwar sind die Festigkeiten nicht ganz so exorbitant hoch wie bei gefrästen, aber für den Fan reicht es wohl aus.

Das ganze muss natürlich im Vakuum gegossen werden, anders geht es nicht.
 
M

michael_007

User
gegossene schaufeln werden nicht halten
die schaufel ist zu lang
eine möglichkeite wäre druckguss. wegen der enormen wz-kosten ????
weshalb keine einzelnen blätter in gfk cfk fertigen
in das blatt ist ein alu schaufelfuss eingearbeitet
 
brosi

brosi

User
Hallo,
wenn mir jemand die Form fräst, kann ich die Schaufeln in CfK im Injektionsverfahren herstellen. RTM würde hier am meisten Sinn ergeben, aufgrund der Form. Evtl. auch Autoklav-RTM oder SLI. Bei entsprechendem Femi könnte man alle Schaufeln in einem Schuß herstellen, wäre am wirtschaftlichsten.
gruß
ANdreas
 
S

Spunki

User
Danke Johannes, der spitze Spinner beugt also einer event. Vereisung vor, verstehe, hmmm, nur trifft das dann auch bei unseren Bedingungen zu? (Vereisung?)

Zu den Schaufeln, denkbar wär auch die Schaufeln einzeln und kalt im "Gesenk zu schmieden/pressen", mit einer entsprechenden Stahlform, Presse und fließfähigem Alu könnte das klappen, und die Festigkeit würde sich durch die Kaltverformung auch deutlich steigern ...

Man könnte dann beliebig viele Schaufeln rasch hintereinander "pressen", allerdings befürchte ich dass das Gesenk dafür nur von einem wirklichen Spezialisten angefertigt werden kann ...


Grüße Spunki
 
brosi

brosi

User
moin,
SLI: Single-Line Injection; dabei wird die Form zugesiegelt und durch die eine Leitung dann das Vakuum gezogen. wenn das Vakuum steht wird anschließend durch diese Leitung das Harz injiziert, vornehmlich im Autoklaven. geht m.E. auch autoklavlos. Vorteil: wenn man gescheit gesiegelt hat bekommt man auch sämtliche Luft aus dem Bauteil und das Harz fließt an JEDE Stelle ohne Lunker. Nachteil: es brauch schon etwas Übung um einen Aufbau wirklich Vakuumdicht zu bekommen. Als Beispiel: man versiegelt die Form und saugt auf >0,1mbar abs. ab. wenn man den Aufbau abklemmt kann man ihn mind. eine Woche ins Regal legen und hat immer noch fast dasselbe Vakuum anliegen.

GRuß
Andreas
 
F

Falcon-Jet

User
@Andreas(Brosi) Vielen Dank für Deine Ideen! Genial dass wir auch noch einen Composite-Crack finden konnten :) Was ist ein geeignetes Material für die Form? Du brauchst ein Negativ davon, richtig?

@Andreas(Spunki): Ja das stimmt, wir bräuchten die spitze Form eigentlich nicht. Kann den ø gerne noch etwas grösser machen, muss dann halt die Wurzeldaten nochmal rechnen.

@Hank: Interessanter Thread, Danke. Die P&W Triebwerke (530, 545) sowie die Williams (FJ44, siehe Foto) die wir warten haben Fans allesamt in Blisk-Ausführung. Kann mir aber nicht vorstellen dass da was Reibverschweisst wird?! Ein Arbeitskollege hat mal die Bude in Kanada besucht und erwähnte, dass das Material zwischen den Blättern mit einer Art Dorn herausgearbeitet wird.

Für unseren Fall, wenn nicht Fräsen aus dem Vollen, wird sich die Composite Variante sehr gut anbieten.


Dieses Wochenende gehts dann CAD-mässig bisschen weiter.


Gruß
Johanes
 
M

Miniflyer-nd

User
Ich kenne das vom EJ200....die bliscs werden reibverschweisst in nem extrem aufwändigen verfahren. Hab das schon gesehen....beeindruckend.
So ein BLISC hängt übrigens bei uns in der TU München, zusammen mit einer fertigungsbeschreibung :-)
Zu anderen Herstellern kann ich nichts sagen, das weiß ich nicht. Bei der EJ200 gings nicht anders, da die geometrie (ähnlich zu eurer) eine Fräsbearbeitung völlig unmöglich gemacht hat.

Gruß
Hank
 
T

Turbo-Tom

User
...möchte mich auch mal wieder melden, nachdem unser WL-Triebwerk mittlerweile ganz gut läuft (war mehr Arbeit als erwartet, aber wer würde schon was anderes erwarten? ;) ).

Der Spinner des FJ44 schützt wohl auch vor FOD (foreign object damage), indem er feste Partikel, die im Bereich des Kerntriebwerks eintreten, nach außen ablenkt. Sie durchlaufen das Triebwerk dann im kalten Luftstrom, wo sich der mögliche Schaden in Grenzen hält.

Im Übrigen denke ich, dass man für einen kleinen Turbofan keine so "esoterisch" verbogenen Schaufeln braucht. Ein CF6 funktioniert auch sehr gut, und hat einen Fan, dessen Blätter zumindest in weiten Bereichen mit NACA-Profilen doch gewisse Ähnlichkeit haben. Und ich glaube, wir sind uns alle einig, dass wir in einem Modelltriebwerk sehr gut mit einem Gebläse leben können, das noch komplett im Unterschallbereich läuft. Die zwei bis drei Prozent Wirkungsgrad, die man vielleicht noch herausholen könnte, tun uns nicht wirklich weh, da wäre es sinnvoller, mehr Aufwand in das Kerntriebwerk zu stecken. Obwohl der Fan der FJ44 schon geil aussieht... :)

Bei den im Modellbereich zu erwartenden Drehzahlen und Laufzeiten glaube ich schon, dass man ein solches Rad aus Aluminium gießen könnte. Der Vorteil daran wäre, dass man nur eine einzige Gussform (evtl. sogar aus Silikon bzw. Kunststoff) bräuchte, um die Fan-Schaufeln herzustellen. Man gießt sie aus Wachs und "klebt" sie dann an eine Nabe dran, um so die Keramikform für den Feinguss herstellen zu können. Hier wäre natürlich ein "low aspect ratio" Rad ähnlich dem der FJ44 von Vorteil, da man weniger Schaufeln braucht und diese dann auch noch stabiler sind, so dass der Wachsling nicht so schnell zerbröselt.

Dennoch würde ich erst mal die zur Verfügung stehende Leistung abschätzen, bevor ich mir Gedanken zum Fan machen würde. Oder eben umgedreht, von einem erforderlichen Mindestschub ausgehen, und dann ausrechnen, wieviel Leistung der Fan benötigt und danach das Kerntriebwerk auslegen.

Bis dann alles wirklich auch noch funktioniert, dauert es sowieso viel läger, als einem lieb ist. Also ran an die Arbeit... ;)

Gruß,
Thomas
 
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