Revolutionär, die 100N-Turbine "Hawk 100R Turbojet"

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Spunki

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Stimmt Lobi, das Verdichterrad wird auf einer 5-Achsen CNC-Fräsmaschine speziell für diese Turbine aufwändig aus dem Vollen gefräst. Nur so lässt sich das hohe Druckverhältnis von 3,6 erreichen. Laut Text sollen die sonst üblich verwendeten Verdichter aus PKW-Motoren für unsere Zwecke nur suboptimal sein ...


Grüße Spunki
 
Q

Quest

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Peter Feix schrieb:
wo gehen die 2 andern hin ??
Zum Vergrößern anklicken....
kipp+neigung, oder neigung+frestisch.

@Spunki
Andreas, ich hatte im Mai ne Möglichkeit in einem Werk, was sich mit dem Triebwerksbau beschäftigt, mit den Profis eine Turbine durchzurechnen und eine komplette Komputersimulation zu bekommen. Druckverhältnis mehr als 3,4 bring eigentlich nur mehr Arbeitstemperatur, Spritverbrauch im Zusammenhang mit temperatur verbessert sich dabei nur bis zu diesem Wert 3,4, ab diesem wert läst sich der Verbrauch viel mehrd urch gestaltung der Brennkamer und Einspritzsystem sinken. Mit der Radialturbine ist auch so eine Sache, Trägheit des ganzen Laufsystems ist größer als mit einer Axialturbine. Es wird sich zeigen wie groß die Lebesdauer, Wartungsinterwale (Lager, Brennkamer usw) sind, und ob die größere Temperatur und weniger Spritverbrauch den Anschaffungspreis relativieren! Dynamik, Gas- Schubannahme muß man auch richtig unter die Lupe nehmen ;)
 
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Alexander R

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Also, ich finde es gut, daß die alte Idee endlich mal wieder jemand aufgreift. Schnelle Beschleunigung mag eine gute Sache sein. Ich kann mir aber vorstellen, daß einer der Hauptgründe der relativ einfache Aufbau ist. Ich meine die Welle in erster Linie. Ist es nicht immer so ein Aufwand, eine Welle stabil genug und trotdem leicht zu bauen (Masse, Festigkeit und vor allem Schwingung...)? Ich habe noch nichts selbst gebaut, kenne aus dem Studium aber die Berechnungen noch. Und die paßten dann nicht unbedingt...
Was sagen denn die Selbstbauer unter uns? Wäre sowas nicht auch was für Euch?
Mir kommt der Preis auch sehr hoch vor. Wenn ich sehe, wo die Preise allgemein so hingegangen sind. Und ich fliege selbst "Einheitsbrei".
Jedenfalls bin ich gespannt, was man noch so hört.
Laßt von Euch hören!

Alex


Altitude, speed or brain- you need at least two of them
 
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Spunki

User
Natürlich muss diese Turbine erst unter Beweis stellen was sie verspricht, Zuverlässigkeit, Lebensdauer, Schub- und Verbrauchswerte, Service, usw. ...

Der derzeit noch relativ hohe Preis (€3.500,--) resultiert vermutlich aus der geringen Stückzahl (Einzelanfertigung?) und der aufwändigen Herstellung (fräsen) des Verdichters mit seinen räumlich gekrümmten Schaufeln ...

Die Entwicklungskosten sind da bestimmt nicht mal mit eingerechnet, erinnert Euch doch nur an die Preise unserer "konventionellen" Turbinen und was da anfänglich in den Preislisten stand ...

Zum Turbinenaufbau, danke für den Hinweis zur "Turbomin", hab mich da jetzt ein wenig schlau gemacht und folgendes gefunden, auch wenn viele Details verbessert wurden dürfte das Funktionsprinzip ähnlich sein ...

attachment.php

Quelle: https://kurswebbplats.mdh.se/kurser/mg1190/kursdokument/Turbominlabb.htm


Grüße Spunki
 

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Eberhard Mauk

User †
Hallo,
hab mal die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers mit 58 mm Durchmesser ausgerechnet, bei den angegebenen 170000 komme ich auf
0,058m x 3,14 x 170000 / 60= 516 m/s x 3,6 = 1857 km/Stunde
Was ist da vertretbar? bzw normal?

Konstruktiv und beim Preis-Leistungsverhältniss, fällt mir auf, das man im Heißteil Konstruktiv auf Turboladerradialturbinenteile zurückgreift, diese sollten durch ihre Massenfertigung Preislich eher unter den bei unseren Turbinen sonst üblichen Axialurbinenteilen mit ihren vergleichsweise geringen Stückzahlen angesiedelt sein.
Ich frage mich, ob nicht dies der eigentliche Grund für die gewählte Bauform ist, die Entwicklungs und Fertigungskosten sollten ohne aufwändiges Gießen spezieller Turbinenleitsysteme und Turbinenräder durch den Griff ins Lagerregal schon geringer ausfallen.
Konstruktiv ein netter Ansatz, schaun wir mal, wie entwicklungsfähig das Konzept ist.

Unabhängig davon, greife ich selber lieber auf eine 16 kg Bine zurück, gleiches Gewicht, mehr Leistung, und ich Wette, im 100 N Schubbereich auch kein höherer spezifischer Verbrauch... Und preiswerter:D :) .

Gruß
Eberhard
 
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Spunki

User
Hallo Eberhard!

Ja mal abwarten und gucken welches Entwicklungspotential da drinnen steckt ...

Die Verdichter-Umfangsgeschwindigkeit (1857 km/h) der Hawk liegt nur geringfügig höher als bei anderen Turbinen, nehmen wir nur mal als Beispiel die TJ-70 Raptor her:

0,076m x 3,14 x 123000 / 60= 489 m/s x 3,6 = 1761 km/h

Datenquelle: http://www.modellturbine.de/?item=tj70_raptor&sub=daten

Die Hawk "dreht" also um 96km/h (oder rund 5%) schneller als z.B. die Raptor oder vergleichbare Turbinen, sehe ich nicht als so kritisch an, z.B. reicht ein kurzes "Überschwingen" der Drehzahl beim Gasreinschieben und schnellem Hochfahren der Raptor und wir sind bei den Werten der Hawk, weiters erachte ich ein aus "dem Vollen" gefrästes Verdichterrad im Vergleich zum sonst üblichen Guß als mindestens genauso belastbar ...


Grüße Spunki
 
F

Falcon-Jet

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Hallo Zusammen,


besitzen denn beide Laufräder gleiche Durchmesser?

Einem Verdichter-Gussrad kann eine Berst-Umfangsgeschwindigkeit von 600m/s zugemutet werden, einem aus dem Vollen gefrästen mit Sicherheit noch etwas mehr.

Der Verdichter in der JetCat P160 rotiert mit 510m/s und die Turbine mit 470 m/s, also durchaus gängige Werte für diese neue Turbine.

So wie ich das sehe wird die Welle, die schon mit dem Turbolader-Turbinenrad reibverschweisst ist, verwendet. Dies ist natürlich festigkeitsmässig einer durchbohrten Turbinenscheibe deutlich überlegen.

Gruss
Johannes
 
Zuletzt bearbeitet:
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Extra 330

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Hi @ all,

ist alles sehr interessant was hier geredet wird, jedoch ist für mich und bestimmt für viele aandere der Preis von interesse, und der ist in meinen Augen nicht gerade billig.
Oder liege ich da verkehrt???
 
S

Spunki

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Schub ist nicht gleich Schub

Schub ist nicht gleich Schub

Hab nun die Daten von den Jungs aus Schweden bekommen. Vielen Dank dafür!

Die "Hawk" ist wie vermutet auf hohe Strahlgeschwindigkeit bei geringstmöglichem Spritverbrauch ausgelegt.

Mach 0,9 bei 760°C und 103N Schub was einer Strahlgeschwindigkeit von 581m/s (2092km/h) und einem Massendurchsatz von 0,18kg/s entspricht. Hab im Vergleich dazu mal die Daten einer schubstärkeren P120 gegengerechnet:

"Hawk" (581m/s, 0,18kg/s)
@000km/h ... 103N
@200km/h ... 95N
@400km/h ... 85N
@600km/h ... 75N

"P120" (375m/s, 0,32kg/s)
@000km/h ... 120N
@200km/h ... 102N
@400km/h ... 84N
@600km/h ... 67N

Wie man sehen kann hat die "Hawk" ab einer Fluggeschwindigkeit von 400km/h die Nase vor der schubstärkeren P120. Für die absoluten speed-Fanatiker unter uns bestimmt eine Alternative ...


Grüße Spunki

Datenbasis und Berechnungsgrundlagen:
http://www.cat-ing.de/turbines/downloads/jetcatkatalogde.pdf
http://www.hawkturbine.com/produkter/100r/technical.asp
http://de.wikipedia.org/wiki/Strahltriebwerk
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-schallgeschw.htm
 
S

Spunki

User
Nicht nur was für Speed-Modelle ...

Nicht nur was für Speed-Modelle ...

Habe eben gerade noch den Hinweis auf ein Video bekommen bei dem man sehen kann dass diese Turbine nicht nur für speed-Modelle geeignet ist sondern auch für unsere "Alltagsmodelle", guckt Euch das mal an, beeindruckend!

Avonds F15, Abflugmasse 11kg, 14min Turbinenlaufzeit, 10.5min Flugzeit, Start, Landung, Start, Landung, Start, Landung, usw ...

Video: http://www.hawkturbine.com/gallery/film/G%E4vle_2006_05_25_large.wmv (34MB)

Spritverbrauch: 1,6 Liter !!! (1285g)


Grüße Spunki
 
S

Spunki

User
@Peter

Sooo "gestresst" kommt mir der Hund auch wieder nicht vor, der steckt das schon weg ;)

Aber es ist richtig, wir alle sollten im eigenen Interesse Gehörschutz tragen, nur wer ist so konsequent und tut das schon ...

@all

Angeblich soll auch durch die hohe Strahlgeschwindigkeit bei Modellen mit Schub- bzw. Hosenrohr der Wirkungsgrad der Schubrohre steigen, sprich durch den scharfen Strahl soll die Injektorwirkung besser sein und mehr Sekundärluft mitgerissen werden ...

Allerdings am daraus resultierenden sagen wir mal etwas "ungewohnten" Geräusch sollte noch gearbeitet werden ...


Grüße Spunki
 
S

Spunki

User
Strahlleistung "Hawk" ...

Strahlleistung "Hawk" ...

Nur noch zur Info, aus obigen Daten lässt sich noch die Strahlleistung der "Hawk" ermitteln:

P(W) = 0,5 * `m(kg/s) * v(m/s)^2 ... = 0,5 * 0,18 * 581^2 = 30,4kW

Im Vergleich dazu wieder die P120:

P(W) = 0,5 * `m(kg/s) * v(m/s)^2 ... = 0,5 * 0,32 * 375^2 = 22,5kW

Berechnungsgrundlage: http://www.frankturbine.de/doc/tj66.pdf

Erkenntnis: Obwohl die P120 am Stand höhere Schubwerte liefert so ist die Strahlleistung der Hawk dennoch um rund 35% höher ...


Grüße Spunki

PS: Alle Berechnungen vorbehaltlich richtiger Angaben seitens der Hersteller ...
 
Q

Quest

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wozu?

wozu?

ja Andreas, sieht natürlich leker aus, nur wozu?
da wo wir keine Dronen bauen, Modelle nicht aus der Sichtwiete fliegen lassen und Modelle nicht mit über 400 Sachen jagen ist es vielleicht gut zu wissen, daß das Triebwerk so was kann, aber für uns uninteressant. Es nutzt vielmehr dem Hersteller als Argument für den teueren Preis, und vielleicht für die die etwas Bauen was höher-schneller-länger fliegt. Für normallen sterblichen Modellbauer ist der Schub am Boden doch wichtiger, scheller abheben, paar runden dreehn.
Den Sprittverbrauch zu reduzieren kann man auch mit Axialturbinen genau so.
Druck erhöhen, Gasgemischvorbereitung verbessern und du hast genau so'n niedriger Verbrauch wie dei Schweden, wenn nicht noch weniger.
Ob dat Ding axial oder radial aushustet ist für viele gleich, für die Mehrheit ist der Beschaffungspreis wichtiger! Und ich persönlich kann's net verstehen warum ein technisch eifacher Agreggat mehr als ein vielkomplizierter Sternmotor kostet?
Und jedes mal werden triviale Sachen als hochmodern-innovatiev-supperentwicklung für noch teueres Geld angebotten!
Das ist der bittere Beigeschmack bei der Sache, bei mir zumindest.
 
Q

Quest

User
Daniel Just schrieb:
Hallo Quest,

wenn das alles mit Axialturbinen so trivial ist, warum macht das dann keiner?

Grüße,

Daniel
Zum Vergrößern anklicken....
da sollst Du lieber die Fragen, die sie machen! :D
mann kauft ja sowieso, wozu denn weiter machen, wenn auch so leuft?
ich habe selber eine radiale Verdichterstuffe in der Hand gehalten die 3,9 schaft!
Und diese Verdichterstuffe haben keite Ingeniere, sondern Praktikanten 20 und 24 Jahre aus der Uni in einer Woche aus Spass gerechnet und dann dem Mann an der Fräsanlage abgegeben, am nächsten Morgen abgeholt und getestet.
Und für unsere kleine Bienen 3,5 währ schon genug um noch erträgliche Arbeitstemperatur zu halten und Sprittverbrauch fast zu halbieren! Das ist nur die verbesserte Auslegeng des Verdichters, noch mit allen alten Klamoten hinter dem Stator!
Und jezt sag mir, was hat sich nach der Kampsturbine wesentlich geendert?
Anlasser und Kerostart! Das wars schon!
Warum? guckst Du oben!
 
M

Miniflyer-nd

User
Spunki, in deiner Formel-euphorie muss ich dich leider bremsen....deine restschubformeln sind so interessant hergeleitet wie sie leider auch falsch sind. Bei strahltriebwerken spielt für den Schub die ram-air einen ganz entscheidenden faktor. Diese ist dafür zuständig, dass turbinen im flug nicht an schub verlieren sondern viel mehr zulegen. Es entsteht ein höherer Druck, und auch die Strahlgeschwindigkeit steigt erheblich an. Dein verlustwert muss dann von der erhöhten Strahlgeschwindigkeit geschwindigkeitsabhängig abgerechnet werden.

Da der faktor ram-air jedoch stark turbinen- und auch modell (intake und duct) abhängig ist, kann man hier pauschal keinerlei aussagen über die dynamischen Schube treffen. Bestenfalls kann man bei einer gleichen geschwindigkeit und gleichen Modellvoraussetzungen eine Prognose aufgrund von Intakedurchmesser am Verdichter, Turbinenradgröße, Schaufelhöhe und Druckverhältniss bei Vollgas treffen...und selbst diese wird seeeeeeehr seeeehhhr starken abschätzungs-charakter besitzen.

Gruß
Hank
 
S

Spunki

User
Guten Morgen Quest!

Geb Dir schon recht. Klar, für die Masse unter uns Modellpiloten zählt erstmal der Preis, Standschub und Zuverlässigkeit. Der Rest zählt weniger. Und für den Geschwindigkeitsbereich in dem wir uns bewegen (<400km/h) sind "konventionelle" Turbinen auch völlig ausreichend. Der Spritverbrauch wird von den meisten auch nicht so eng gesehen, man fliegt halt dementsprechend kürzer oder baut einen größeren Tank ein ...

Ich selbst habe JetCat und Frank und bin mit beiden auch sehr zufrieden. Sehe im Moment auch keine Notwendigkeit mir eine "Hawk" zuzulegen. Trotzdem finde ich deren Konzept interessant und wir als Konsumenten sollten doch froh sein dass es nun auch diese Art von Turbinen gibt, je nach Anwendungsfall und persönlichen Vorlieben ...

Und natürlich interessiert mich alles was wenig Sprit braucht, schon alleine aus dem Blickwinkel unseres Projektes "Fuelwatch", ist doch verständlich oder?, obwohl ich da eigentlich gegen meine eigenen Interessen arbeite, bei der "Hawk" und dem geringen Verbrauch würds der Sendertimer auch wieder tun ;)

Weiters wollte ich damit nur ein wenig Aufzeigen dass "Schub nicht immer gleich Schub" ist sondern ein Produkt aus Masse mal Geschwindigkeit. Bei unseren Turbinen weniger von Bedeutung, bei Impellermodellen aber sehr wohl ein Thema ...


Grüße Spunki

@Hank, darauf hab ich gewartet und Du hast natürlich recht, den "ram-air-Faktor" habe ich mal außer Acht gelassen und bin davon ausgegangen dass die Verhältnisse für beide Turbinen gleich sind, somit "kürzt" er sich wieder weg ... aber es stimmt schon, 100%tige Aussagekraft würde man erst bekommen bei einem speed-Modell mit offener Turbine, einmal Turbine-A, dann Turbine-B ... wär doch interessant wer die Nase vorne hat ...
 
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