Hatte diese Woche meine Prüfung zu Flugantriebe bei Prof. Schiffer und wollte ein kurzes Protokoll hier lassen, bevor ich wieder alles vergesse.
- Welches Triebwerk würden Sie für eine Flug-Machzahl von ca. 0,7 einsetzen?
Turboprop, da es bei Machzahlen bis 0,7 bzgl. des Vortriebswirkungsgrades und des SFC effizienter ist.
Zusätzlich habe ich noch das Vortriebswirkungsgrad-Machzahl-Diagramm hingezeichnet für Turboprop und einfaches Strahltriebwerk.
- Warum gibt es in dem Diagramm ab Ma=0,6 einen Abfall im Vortriebswirkungsgrad?
Ich habe zuerst argumentiert, dass die Nutzleistung beim Turboprop proportional zur dritten Potenz der Fluggeschwindigkeit ist und beim Strahltriebwerk proportional zur zweiten Potenz.
An seiner Reaktion habe ich aber schon gesehen, dass ihm das nicht gelangt hat und bin deshalb auf die erhöhten Verluste im Propeller-Spitzenbereich durch Verdichtungsstöße eingegangen.
- Was ist denn der Unterschied zwischen Turboprop und Strahltriebwerk?
Strahltriebwerk: Schubimpuls. Besteht aus Einlauf, Verdichter, Brennkammer, Turbine, Düse.
Turboprop: Propeller ist mit Turbine verbunden und erzeugt Vortrieb
- Jetzt gehen wir mal zu einem Wellentriebwerk, bspw. in einem Hubschrauber. Worin besteht jetzt hier der große Unterschied?
(Das hatte ich mir überhaupt nicht angeschaut und habe dann auch eher geraten.)
Dass ich jetzt eine Nutzturbine habe, an die dann der Propeller gekoppelt wird.
- Sie haben ja gesagt, dass der Schub beim Strahltriebwerk durch den Schubimpuls erzeugt wird. Was muss ich nun beim Übergang zum Wellentriebwerk bzgl. der Auslegung meines Triebwerksaustritts beachten?
Soll so ausgelegt werden, dass meine Nutzturbine möglichst effizient arbeitet.
- Ja. Und was noch?
Ich benutze einen Diffusor anstelle einer Düse. (Hier musste er mich aber auch erst ein wenig hinleiten.)
- Zeichnen Sie doch mal ein Turbinenkennfeld.
Kennfeld für r<0,5 gezeichnet
- Wie sind der red. Massenstrom, die red. Drehzahl und die red. Umfangsgeschwindigkeit definiert?
Formeln hingeschrieben
- Das Kennfeld wird ja auch Ähnlichkeitsfeld genannt. Warum?
Habe dann generell was zu Ähnlichkeiten in der Strömungsmechanik erzählt und bin dann auf die Mach´sche Ähnlichkeit gekommen.
- Warum benutzt man denn gerade die Mach´sche Ähnlichkeit bzw. welche benutzt man bspw. nicht?
Machzahl ist eine repräsentative Größe für das betrachtete Problem.
Es gibt noch die Reynolds-Ähnlichkeit, die wird aber bei der Kennfeldbetrachtung vernachlässigt.
- Warum?
Weil die Reynoldszahl immer sehr groß ist.
- Genauer?
Die Reynoldszahl schwankt zwar, bleibt aber immer sehr groß.
Ab hier haben dann leider die Probleme bei mir angefangen. Und ich weiß auch ehrlich gesagt nicht mehr alle richtigen Antworten ganz genau, deshalb beschränke ich mich ab hier auf die Fragen und auf ein paar Stichworte, die mir bzgl. der Antworten noch in Erinnerung geblieben sind:
- Warum laufen die Linien im Kennfeld für r<0,5 zusammen?
Red. Massenstrom konstant
- Was passiert in diesem Fall im Verdichterkennfeld?
Red. Massenstrom bleibt auch konstant
- Was können Sie mir über Zweikreistriebwerke erzählen?
Genereller Aufbau, Vorteile, Nachteile
- Was hat die Voraufladung durch den Fan für Vorteile? Bzw. was bewirkt sie genau?
Hier wollte er auf eine genaue Erklärung des Zusammenspiels zwischen Voraufladung, Druckerhöhung, Verlusten und Wirkungsgraden hinaus...bin aber an der Frage gescheitert.
- Erhöhung des NSV führt auf besseren SFC und weniger Lärm. Was ist das Problem bei der Erhöhung des NSV?
Größerer Fan -> größere NDT
- Wie komme ich trotzdem auf NSV von 10:1 und größer?
Getriebefan
- Wie funktioniert das und was sind die Vorteile?
Fan -> Getriebe -> Niederdruckwelle
Fan und NDT können unterschiedlich schnell drehen, entkoppelt ausgelegt werden.
Fan dreht langsam, NDT dreht schnell
- Warum ist es gut, dass meine NDT schnell dreht?
Euler´sche Momentengleichung: u größer => delta_c_u kann kleiner werden => weniger Umlenkung => weniger Verluste => besserer Wirkungsgrad (hier habe ich auch ordentliche Probleme gehabt aus irgendwelchen Gründen )
Und dann waren auch schon 30 Minuten vorbei und ich war entlassen.
Ich selbst war mit meiner Leistung nicht so zufrieden aber nungut.
Noch ein paar Tipps und abschließende Bemerkungen:
Die Prüfungsatmosphäre ist recht angenehm aber - und das habe ich auch schon nach meiner Prüfung in GdF gesagt - das war jetzt schätzungsweise meine 17. mündliche Prüfung an der Uni und ich habe bisher noch keinen anderen Prüfer gehabt, der so ein Gespür dafür hat, die Schwachstellen des Prüflings rauszufinden. Kleines Beispiel: Ich habe ihm ca. 5 Vorteile des Zweikreistriebwerks aufgezählt und er ist gleich von vornherein auf genau den Punkt eingegangen, über den ich nicht genau bescheid wusste.
Und - wie ebenfalls schon einige geschrieben haben - bohrt Prof. Schiffer dann auch ordentlich nach. Zwar nicht unbedingt unangenehm (wie bei so manch anderen Prüfern) aber doch sehr bestimmend und ausdauernd. Ich hatte bei zwei Fragen größere Probleme und wir haben bestimmt die Hälfte der Prüfungszeit mit diesen zwei Fragen verbracht. Im Nachhinein hat er zwar durchklingen lassen, dass er das eigentlich gar nicht so machen wollte und mich eigentlich noch lieber zu den anderen Themengebieten befragt hätte...aber nunja.
Außerdem muss man sehr darauf achten was man sagt. Prof. Schiffer erwartet wirklich sehr präzise Antworten mit der richtigen Therminologie.
Alles in allem hätte die Prüfung ein wenig besser laufen können und ruhig auch die anderen Themengebiete umfassen können, aber nichtsdestotrotz war die Prüfung und auch die Benotung fair.