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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Technik einer modernen verkehrsmaschine


1. Atom
2. Motor

2.1 Antrieb
Grundsätzlich gibt es drei Antriebsarten:

- Propellerantrieb mit Kolbentriebwerk
- Strahltriebwerk

- Turboprop

2.1.1 Propellerantrieb mit Kolbentriebwerk
Wird nur praktisch nur für kleine Flugzeuge (Sportflugzeuge) verwendet, weil die Maximalgeschwindigkeit auf etwa 650 km/h begrenzt ist und die Leistung fällt in großen Höhen stark ab. Deshalb sind sie für den Zivilluftverkehr ungeeignet.

2.1.2 Strahltriebwerke
Als Strahl- oder Düsentriebwerke bezeichnet man Flugzeugtriebwerke, bei denen der erforderliche Vortrieb durch einen Abgasstrahl erzeugt wird. Der früher gebräuchlichste Typ ist das Turboluftstrahltriebwerk (Turbinen-Luftstrahltriebwerk, TL-Triebwerk). Leicht zu erkennen am kleinen Durchmesser. Durch den Einlaufdiffusor saugt ein mehrstufiger Axialverdichter Außenluft an, verdichtet sie und führt sie der Brennkammer zu. Dort wird Kraftstoff eingespritzt und verbrannt. Die durch die Temperatursteigerung bedingte Volumenzunahme der Gase bewirkt ein schnelles Ausströmen durch eine Turbine und die Schubdüse.
Für den Antrieb von Großraumflugzeugen (Jumbo-Jet, Airbus u. a.) werden sogenannte Fan-Triebwerke (Bläsertriebwerke, Zweikreistriebwerke mit hohem Nebenstromverhältnis) verwendet. Das äußere Kennzeichen dieser schubstarken Triebwerke ist ein großer, von der Turbine angetriebener ,,Bläser\'\' (Fan) von fast 2,50 m Durchmesser, der dem eigentlichen Triebwerk vorgeschaltet ist. Er bewirkt mit der ihn umgebenden Verkleidung, daß der überwiegende Teil (70 bis 80%) der angesaugten Luftmassen (rund 650 kg pro Sekunde, d.h. rund 500 m³/s) als kalter Sekundärluftstrom um das eigentliche Triebwerk herumgeführt und dabei hoch beschleunigt wird. Dies hat zur Folge, daß auch der überwiegende Teil des Triebwerkschubs durch den Nebenstrom erzeugt wird.

2.1.3 Turboprop
Außerdem gibt es noch den kombinierten Antrieb, die Propellerturbine bzw. Turboprop. Sie vereint die Vorteile eines Strahltriebwerks mit denen der Propellerantriebe. Sie sind sparsam im Verbrauch, relativ leise, äußerst zuverlässig und wartungsarm. Da ihre Maximalgeschwindigkeit bei etwa 850 km/h liegt werden sie meist nur für Kurzstreckenflugzeuge (Inlandsflüge) mit weniger als 80 Sitzplätzen verwendet. Zum Beispiel Saab 2000, oder Dash-8 (Rheintalflug).


2.3 Klappen
Da der Auftrieb von der Geschwindigkeit abhängt, wurden für Start und Landung diverse Klappen am Tragflügel angebacht. Landeklappen (am Tragflügelende) und Nasenklappen (an der Tragflügelvorderkante) erlauben gerinere Start und Landegeschwindigkeiten. Sie sorgen für einen großen Auftrieb bei niedriger Geschwindigkeit. Nach dem Start werden sie stufenweise eingefahren, weil sie im Normalflug einen viel zu großen Luftwiderstand darstellen. Außerdem gibt es noch Bremsklappen, welche nach der Landung ausgefahren werden, um das Flugzeug zu bremsen.

2.4 Energieversorgung
Primär besteht die Stromversorgung aus Wechselstrom mit einer Spannung von 115 Volt und einer Frequenz von 400 Hertz. Durch diese für den Energieversorgungsbereich ungewöhnlich hohe Frequenz können die Transformatoren und Motoren kleiner dimensionert werden (Gewichtsersparnis!). Der Strom wird mittels Generatoren, die von den Triebwerken angetrieben werden, erzeugt. Bei einem Großraumflugzeug vom Typ Boeing 747 beträgt die durchschnittlich benötigte elektrische Leistung etwa 60kW. Die Boeing 747 besitzt 4 Generatoren, welche eine maximale Gesamtleistung von 325kW haben. Bei Ausfall aller treibwerksgetriebenen Generatoren (sehr unwahrscheinlich) wird der verbleibende Strom rationiert. In diesem Fall wird der Strom von einem schwachen Generator, der von einem ausklappbaren Hilfspropeller angetrieben wird, geliefert. Besitzt das Flugzeug keinen solchen Generator oder ist er ebenfalls defekt, wird das Cockpit aus den Akkus mit Strom versorgt. Die Notbeleuchtung wird aus Sicherheitsgründen und um Panik unter den Passagieren zu vermeiden eigenen Akkus versorgt.
Am Boden, bei ausgeschalteten Triebwerken, wird der Strom und die Klimatisierung von einer Hilfsgasturbine (APU: auxiliary power unit) im Heck erzeugt.

 
 

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