Date: April 18, 2008 at 05:18:25
From: Rhanie, [620_acl1.gw.smartbro.net]
Subject: @ Werner: Vereisung HINTER dem Verdichter in Staustrahltriebwerken?!
URL: http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,547335,00.html
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Hallo! http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,547335,00.html LUFTFAHRT Eisiges Schweigen Von Gerald Traufetter Ingenieure haben eine beunruhigende Entdeckung gemacht: Unter besonderen Wetterbedingungen können Flugzeugturbinen in großer Höhe vereisen und ausfallen. Ein Ruckeln machte den Piloten der Beechjet 400A klar, dass der 12. Juli 2004 nicht mit der gewohnten Routine ablaufen würde. Kurz darauf hörten sie einen lauten Knall. In gut 11.000 Meter Höhe riss das beruhigende Vibrieren der Triebwerke ab. Jet in Reiseflughöhe: Segelflug wegen zu feuchter Luft? Einen Moment lang vernahmen die Piloten und die sieben Passagiere an Bord des Geschäftsflugzeugs nur noch das Rauschen der vorbeiströmenden Luft. Jäh platzten schrille Töne in das Schweigen der Turbinen. "Alle Warnlampen, die es im Cockpit gibt, begannen zu brennen", erinnerte sich einer der Piloten später. Verzweifelt versuchten sie, die beiden Düsenaggregate wieder zu starten. Erst nach 8000 Metern Segelflug sprang der rechte Motor wieder an und ermöglichte eine einigermaßen sichere Landung auf dem Flughafen von Sarasota in Florida. Warum beide Triebwerke nahezu zeitgleich ausfielen, blieb zunächst ein Mysterium. Die Ermittler der US-Flugsicherheitsbehörde NTSB zapften nach der Notlandung Kerosin ab: keine Verunreinigungen. Sie ließen die Triebwerke starten, analysierten alle erdenklichen Parameter - ohne Befund. Erst Jahre später hat die Detektivarbeit doch noch zum Erfolg geführt - und ein bislang unbekanntes Phänomen der Aviatik zutage gefördert. In den Pratt & Whitney-Turbinen hatte sich Eis gebildet; und zwar genau dort, wo es bislang für unmöglich gehalten wurde: hinter den großen Luftschaufeln, unmittelbar vor der heißen Brennkammer. AbonnementVorige Woche erließ die Federal Aviation Administration (FAA) eine Direktive an die amerikanischen Fluggesellschaften. "Die Piloten werden darin aufgefordert, bei speziellen Wetterlagen während des Flugs die Enteisungsanlage an den Triebwerken einzuschalten", erläutert FAA-Sprecherin Alison Duquette. Von jeher fürchten sich Piloten davor, dass die Tragflächen vereisen, daraufhin die Strömung abreißt und das Flugzeug wie ein Stein vom Himmel fällt. Im Winter werden deshalb die Flügel und das Leitwerk mit Enteiser besprüht. Die vorderen Rundungen an den Einläufen der Triebwerke wiederum lassen sich beheizen, damit kein Eis ansetzen und die Luftschaufeln beschädigen kann. Eine Vereisung während des Flugs im Innern der Triebwerke jedoch schien ausgeschlossen - nun aber steht fest, dass etliche mysteriöse Zwischenfälle genau darauf zurückzuführen sind. Im Jahr 2006 versagten bei einem Unwetter beide Triebwerke eines Airbus A330 der Qatar Airways. Im vorigen November fielen gleich drei Triebwerke einer Boeing 747 der Philippine Airlines im Anflug auf Manila vorübergehend aus. MEHR ÜBER... Aviatik Flugzeugturbine Triebwerksschaden Flugsicherheitsbehörde NTSB Federal Aviation Administration zu SPIEGEL WISSEN James Hookey, NTSB-Triebwerkexperte, ist einer jener Ermittler, die dem Phänomen auf die Schliche kamen. Er hat über hundert Flugzwischenfälle ermittelt, bei denen in den vergangenen zehn Jahren ein "flameout", wie es in der Fachsprache heißt, aufgetreten ist. Das Phänomen betrifft alle großen Triebwerkhersteller. Es sind die Wetterumstände, die Turbinen vereisen lassen. In vielen von Hookey untersuchten Fällen waren die Maschinen durch Unwetterzonen geflogen. Dort saugen Konvektionszellen feuchte Luft bis in große Höhen - wo die Luft nach Lehrbuchmeinung eigentlich zu trocken ist, um Eisprobleme zu verursachen. Hookey stieß auch auf eine Häufung vereisungsbedingten Triebwerkversagens über dem Pazifik - in Frühjahrs- und Herbstmonaten, in denen die meisten Stürme über den Ozean fegen. DER SPIEGEL Frost im Verdichter: Wie Eiskristalle Turbinen lahmlegen Manche Fachleute vermuten sogar, dass sich im Zuge der Klimaerwärmung solche Zwischenfälle häufen werden. Die Sturmsysteme etwa über dem Pazifik hätten an Stärke zugenommen und könnten schuld sein, dass sich Riesenjets wie die Boeing 767 in Segelflugzeuge verwandeln. Triebwerkhersteller wie General Electric (GE) haben bereits begonnen, mit neuer Software und angepasstem Design dem Frostphänomen in den Jetmotoren beizukommen. Auch versuchen die Ingenieure, in Klimakammern vereisungsträchtige Wetterlagen zu simulieren. Die Gefahr des plötzlichen Triebwerkausfalls berührt einen sensiblen Punkt in der modernen Zivilluftfahrt. Mit der immer größeren Zuverlässigkeit der Strahltriebwerke ging man dazu über, neben vierstrahligen auch zweistrahlige Maschinen über die Ozeane zu fliegen. Vor allem auf Reiseflughöhe, so die Annahme, schnurren die Kraftwerke unter den Tragflächen mit der Präzision von Schweizer Uhrwerken. Die Erkenntnis, dass auch in großen Höhen Vereisung zum Verhängnis werden kann, rüttelt an der heute gängigen Praxis im Interkontinental-Verkehr. Sie drängt die Hersteller, dieses Problem schleunigst in den Griff zu bekommen. "Wir machen Fortschritte", versichert GE-Sprecher Rick Kennedy - und schränkt zugleich wieder ein: "Das Wissen der Industrie um diese trügerischen Wetterphänomene ist aber noch sehr begrenzt." Gruß Rhanie. |
Date: April 18, 2008 at 22:36:25
From: Werner, [p5088694a.dip.t-dialin.net]
Subject: Die Zeitungen mal wieder
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Moin, wenn man das liest, könnt man ja denken, die Ingenieure stünden vor einem Rätsel - tun sie aber nicht. Es ist schon so, wie weiter unten in dem Beitrag beschrieben. Die Luft wird beschleunigt durch die "Verdichter" und dann durch statische Umlenkungen/Erweiterungen etc. verzögert, was zum Druckanstieg führt. Thermodynamisch ist es richtig, daß über alles betrachtet, die Temperatur ansteigt. Die Verdichtungsverhältnisse liegen dabei durchaus bei 20 und höher. Die letzte Kreation, die Rolls Royce entwickelt hat, hatte 1:42. Das geht ohne Zwischenkühlung gar nicht mehr. Wenn man also auf ein Luftpaketchen schaut, was in den Verdichterteil des Triebwerkes eintritt, so mißt man zunächst eine sehr hohe Geschwindigkeit bei zunehmendem Druck aber nicht zunehmender Temperatur. Doch! Das gibts. Es findet die Erklärung in der Gleichrichtung der Molekülgeschwindigkeit, die rechnerisch zwar die höhere Temperatur bedeutet, aber relativ zu den einzelnen Molekülen untereinander keine Änderung ist. Das bedeutet, daß der Wasserdampf, der in den Höhen noch da ist, trotzdem ausfriert. Die Kristalle landen dann auf den Statoren und fangen an, alles zu verstopfen. Irgenwann ist dann Ende und das Triebwerk ist aus. Gleich hinter der Ansatszone ist übrigens die Welt wieder in Ordnung und das Gas verzögert und richtig heiß. Das nützt aber nichts mehr, weil das Eis ja schon klebt. So richtig neu ist das alles nicht. Der Hinweis mit der Klimaerwärmung ist total daneben und spricht für die Qualität des Berichtes. Was aber neu ist, ist die Strömungsqualität in den Triebwerken. Dort wird heute derart optimiert, daß die Strömung wirklich fast verlustfrei beschleunigt wird. Die modernen Axialverdichter haben Wirkungsgrade von über 90%. Das ist bei den alten Triebwerken anders gewesen, weswegen sie auch mit heißeren Verdichtungstemperaturen und damit einer geringeren Leistung fahren mußten. Bei den früheren Triebwerken war daher Vereisung kein Thema. Sicher kennt Ihr die Bilder von Strahlflugzeugen, die sehr schnell durch Zonen feuchter Luft fliegen und diese im Sprachgebrauch fälschlich sichtbare Schallmauer erzeugen. An diesen Beispielen sieht man, in welch kurzer Zeit Wasserdampf spontan auskondensiert oder sogar friert. Das sind Millisekunden, und weniger. Und dennoch gibt es lokal sofort die Tröpchen oder Kristalle. Schön zu sehen bei MyVideo (Mist, es ist nicht mehr drauf) unter "Senkrechtstarter" konnte man eine Eigenkonstruktion sehen im Probelauf. Dort wurde von Zeit zu Zeit sichtbar, wie am Einlauf des Triebwerkes die Luftfeuchte auskondensierte. Gruß Werner |
Date: April 21, 2008 at 13:50:33
From: ray, [193.98.108.238]
Subject: ..sind das auch die kleinen "Fähnchen"
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..an den Formel 1-wägelchen bzw. oder auch die kurzen Kondensfähnchen ~<30cm die man z.B. bei einigen Flugmanövern (deutlich im Unterschallbereich ) an den Winglets sehen kann? nur so ein Gedanke gruß ray PS:irgendwo war mal ein laboraufbau für eine nebelkammer beschrieben, wo der Dunst dadurch erzeugt wurde, daß einen vakuumierte Kammer mit der Nebelkammer verbunden wurde. Die Folge war wohl ein gleichmäßiger Dunst PPS: beim betrieb von Luftdruckwaffen mit vorkomprimierter Luft (nicht mit Luftspeicher!) hat man an der Mündung auch immer so ein Dunstfähnchen..kein Öl, kein CO2 aber ein schlagartiger Druckabfall beim Geschossaustritt |
Date: April 18, 2008 at 12:22:01
From: Schorsch, [proxyad01.sbs.de]
Subject: Re: Verdichter...Staustrahltriebwerken?
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Servus allerseits, Staustrahltriebwerke haben doch gar keine Verdichter:-) In Verkehrflugzeugen wird man die auch nicht finden... Ansonsten gibt es schöne Bilde wo gefrohrene "Tiere" durch Presslufte in Triebwerke geschossen werden um Vogelschlag zu simulieren. Der Fan schneidet dann alles zu kleine Scheiben...dem Verdichter/Turbine dahinter macht das dann normalerweise nichts. Gruß Schorsch PS.: Die SR71 "Blackbird" hatte kombinierte Straustrahltriebwerke... |
Date: April 18, 2008 at 13:22:28
From: Rhanie, [620_acl1.gw.smartbro.net]
Subject: Re: Verdichter...Staustrahltriebwerken? Mea Culpa, aber nur zu 50%
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Hi Schorsch! Gut, da war ich woanders, mein letzter Urlaub ist schon wieder fast ne Woche her, wird Zeit, das ich mich wieder an den Strand in die Sonne leg, mit n paar Buddeln Bier daneben. (Das Leben hier is ja soooo hart.....) Die Viecher die die in den Fan schmeissen sind aber nicht gefroren, da gabs mal n Video da ham (Engländer) nen gefrorenen Gieker auf ne ICE Scheibe geschossen (hat se nich ausgehalten.) möglicherweise kriegst du da jetz was durcheinander. Gruß Rhanie. |
Date: April 18, 2008 at 10:08:58
From: ray, [193.98.108.238]
Subject: Hmm..ich las nur hinter dem Fan..nicht hinter dem Verdichter für dei Turbine?!
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Moin, Auch da kommt es mir ungewöhnlich vor, aber besonders bei den Modernen Triebwerken ist der Fan doch eher Luftbeschleuniger als Verdichter (keien Ahnung, wie die Verhältnisse wirklich sind) und mir scheint plausibel, daß es Stellen in der Stömung gibt, wo die eingebrachte Energie nicht ausreicht, Feuchtigkeit daran zu hindern zu sublimieren (stat. Druckabfall, anstieg rel.Feuchte etc.) ..oder so gruß raymond |
Date: April 18, 2008 at 13:15:16
From: Rhanie, [620_acl1.gw.smartbro.net]
Subject: Re: Hmm..ich las nur hinter dem Fan..nicht hinter dem Verdichter für die Turbine?!
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Hi Ray! Hier: Frost im Verdichter: Wie Eiskristalle Turbinen lahmlegen Normal sollte die Luft doch warm werden beim Verdichten, die Dinger arbeiten doch mit irgendwas umme 13 Bar oder bin ich da jetzt woanders? (Hab grad noch an was anderem (ähnlichem) rumzudenken, da schmeiß ich möglicherweise jetzt was durcheinander.) Gruß Rhanie. |
Date: April 18, 2008 at 13:32:30
From: Rhanie, [620_acl1.gw.smartbro.net]
Subject: Re: Hmm..ich las nur hinter dem Fan..nicht hinter dem Verdichter für die Turbine?!
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Hi Ray! Dacht ich mir, falsche Baustelle, die Verdichtung wird bei was zivilem verm. unter 10 liegen. (Sollte die Luft aber immer noch warm werden.) Gruß Rhanie. |
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