Vorwort zur dritten Auflage | 6 |
Vorwort zur zweiten Auflage | 8 |
Vorwort zur ersten Auflage | 11 |
Inhaltsverzeichnis | 13 |
Formelzeichen | 28 |
1 Einführung | 37 |
1.1 Physikalisches Prinzip des Strahlantriebs | 37 |
1.2 Strahltriebwerke sind Wärmekraftmaschinen | 40 |
1.3 Geschichtlicher Werdegang des Strahlantriebs | 41 |
1.4 Technische Methoden des Strahlantriebs | 52 |
1.5 Einteilung der Flugantriebe | 58 |
1.6 Der Strahlantrieb als bevorzugter Flugzeugantrieb | 60 |
1.7 Welches Triebwerk bei welcher Geschwindigkeit? | 63 |
2 Klassifizierung der Flugzeugtriebwerke | 65 |
2.1 Turbostrahltriebwerke | 67 |
2.2 Wellenleistungstriebwerke | 96 |
2.3 Zusammenfassung | 108 |
3 Was man weiß – was man wissen sollte | 110 |
3.1 Energie, Arbeit und Wirkungsgrad | 110 |
3.2 Thermodynamischer Arbeitsprozess | 113 |
3.3 Statischer Druck und Totaldruck | 116 |
3.4 Temperatur und Wärme | 119 |
3.5 Statische Temperatur und Totaltemperatur | 120 |
3.6 Reynoldssches Ähnlichkeitsgesetz | 124 |
3.7 Strömungsgrenzschichten | 127 |
3.8 Widerstand umströmter Körper | 132 |
3.9 Auftrieb umströmter Körper | 136 |
3.10 Kompressible Gasströmungen | 140 |
3.11 Düsen und Diffusoren | 145 |
3.12 Wie und wo entsteht der Schub? | 148 |
3.13 Änderungen von Geschwindigkeit, Druck und Temperatur innerhalb eines Triebwerks | 152 |
3.14 Wie viel Schub braucht ein Triebwerk? | 154 |
3.15 Fluggeschwindigkeit, Knoten und Machzahl | 156 |
3.16 Schub, Leistung und äquivalente Leistung | 158 |
4 Hauptkomponentenbeschreibung und zugehörige Technologien | 160 |
4.1 Triebwerkseinlauf | 160 |
4.2 Verdichter | 169 |
4.3 Brennkammer | 192 |
4.4 Turbine | 202 |
4.5 Schubverstärkung | 222 |
4.6 Schubdüse | 237 |
4.7 Schubumkehrer | 255 |
4.8 Zukünftige Technologien | 262 |
5 Triebwerksschub | 280 |
5.1 Impulssatz | 280 |
5.2 Allgemeine Schubgleichungen | 282 |
5.3 Sonderfälle der Schubgleichungen | 304 |
5.4 Zulauf- und Gondelwiderstand | 307 |
5.5 Äußere Einflüsse auf den Triebwerksschub | 318 |
5.6 Triebwerksleistungsstufen | 327 |
6 Definitionen und Grundlagen | 346 |
6.1 Bezeichnungen und Bezugsebenen | 346 |
6.2 Spezifischer Schub | 349 |
6.3 Spezifischer Brennstoffverbrauch | 351 |
6.4 Einheitsmasse, Stirnflächenschub und Schubverhältnis | 353 |
6.5 Charakteristische Kenngrößen am Beispiel ausgeführter Turbojet- und Turbofantriebwerke | 355 |
6.6 Wellenvergleichsleistung von Turboproptriebwerken | 359 |
6.7 Spezifischer Brennstoffverbrauch und Einheitsmasse bei Wellenleistungstriebwerken | 363 |
6.8 Idealer Kreisprozess und spezifische Nutzarbeit | 365 |
6.9 Nutz-, Schub- und Verlustleistung | 375 |
6.10 Thermischer Wirkungsgrad | 377 |
6.11 Arbeitsverhältnis | 381 |
6.12 Vortriebswirkungsgrad | 383 |
6.13 Gesamtwirkungsgrad | 386 |
6.14 Beispielrechnungen | 387 |
6.15 Einige wissenswerte Zusammenhänge und Anmerkungen | 396 |
6.16 Basisauslegung eines einfachen Turbojettriebwerks | 405 |
6.17 Basisauslegung eines einfachen Turbofantriebwerks | 411 |
7 Parametrische Kreisprozessanalyse idealer Flugzeugtriebwerke | 420 |
7.1 Turbojet ohne Nachbrenner | 421 |
7.2 Ramjet | 430 |
7.3 Ergebnisdarstellung für Turbo- und Ramjet | 432 |
7.4 Turbojet mit Nachbrenner | 452 |
7.5 Turbofan mit separaten Schubdüsen | 462 |
7.6 Turbofan mit Strahlmischung | 505 |
7.7 Turbofan mit Strahlmischung und Nachverbrennung | 518 |
7.8 Turboprop | 527 |
7.9 Turboshaft | 548 |
7.10 Turboshaft mit Rekuperator | 551 |
7.11 Rekuperativer Turbofan mit Zwischenkühlung | 566 |
8 Thermische Turbomaschinen | 603 |
8.1 Grundlagen und Begriffe | 603 |
8.2 Axialmaschinen | 637 |
8.3 Radialmaschinen | 722 |
8.4 Dreidimensionale Strömungen | 779 |
8.5 Verluste in thermischen Turbomaschinen | 816 |
9 Triebwerkseinlauf | 832 |
9.1 Subsonischer Einlauf | 833 |
9.2 Supersonischer Einlauf | 865 |
10 Verdichter | 891 |
10.1 Einleitung | 891 |
10.2 Verdichterwirkungsgrade | 895 |
10.3 Auslegungsgesichtspunkte für Axialverdichter | 906 |
10.4 Verdichterkennfeld | 962 |
10.5 Instabile Verdichterzustände | 974 |
10.6 Fortschrittliche Verfahren der Axialverdichtergestaltung | 994 |
11 Brennkammer | 1005 |
11.1 Einleitung | 1005 |
11.2 Eigenschaften von Flugzeugbrennstoffen | 1008 |
11.3 Basiseigenschaften von Brennkammern | 1012 |
11.4 Brennstoffdüsen und Zündung | 1031 |
11.5 Schadstoffemissionen | 1040 |
11.6 Charakteristische Kenngrößen | 1059 |
12 Turbine | 1074 |
12.1 Einleitung | 1074 |
12.2 Turbinenwirkungsgrade | 1080 |
12.3 Auslegungsgesichtspunkte für Axialturbinen | 1087 |
12.4 Turbinenkennfeld | 1104 |
12.5 Turbinenmaterialien | 1114 |
12.6 Turbinenkühlung | 1135 |
12.7 Festigkeit von Rotorschaufeln | 1150 |
13 Schubdüse | 1153 |
13.1 Eigenschaften und Aufgaben | 1153 |
13.2 Rückwirkung der Schubdüse auf die Triebwerksleistung | 1158 |
13.3 Konvergente Schubdüse | 1165 |
14 Reale Triebwerkskreisprozesse | 1171 |
14.1 Thermodynamische Betrachtung des realen Turbojetkreisprozesses | 1174 |
14.2 Synthesebasiertes Berechnungsverfahren für Turbojet- und Turbofantriebwerke | 1208 |
15 Triebwerkslärm | 1282 |
15.1 Akustische Grundlagen zum Triebwerkslärm | 1282 |
15.2 Lärmregularien | 1291 |
15.3 Schallquellen | 1295 |
15.4 Schallreduzierende Maßnahmen | 1330 |
16 Triebwerkssysteme | 1346 |
16.1 Hilfseinrichtungen und Hilfsgeräte | 1346 |
16.2 Elektronische Triebwerksregelung | 1358 |
16.3 Triebwerkleistungssteuerung | 1379 |
16.4 Brennstoffsystem | 1385 |
16.5 Ölsystem | 1405 |
16.6 Wärmemanagementsystem | 1421 |
16.7 Internes Triebwerksluftsystem | 1425 |
16.8 Verdichterluftregelsystem | 1437 |
16.9 Triebwerksvereisungsschutz | 1450 |
16.10 Gondelbelüftung und Schutz vor Überhitzung und Feuer | 1455 |
Anhang A Thermodynamik thermischer Turbomaschinen sowie idealer und realer Arbeitsfluide | 1465 |
A.1 Thermodynamik thermischer Turbomaschinen | 1465 |
A.2 Thermodynamik idealer und realer Arbeitsfluide | 1490 |
A.3 Einige Grundlagen rechtsläufiger Kreisprozesse | 1530 |
Anhang B Kompressible, isentrope Strömungen idealer Gase | 1538 |
B.1 Schallgeschwindigkeit | 1538 |
B.2 Kompressibilität | 1541 |
B.3 Machsche Linie, Verdichtungsstoß und Expansionswelle | 1548 |
B.4 Formeln für kompressible, isentrope Strömungen idealer Gase | 1555 |
B.5 Stetig verlaufende isentrope Strömungen | 1559 |
Anhang C Impulssatz für stationäre Strömungen | 1577 |
C.1 Impuls | 1577 |
C.2 Masse | 1577 |
C.3 2. Newtonsches Axiom | 1577 |
C.4 Substanzielle Änderung von Strömungsgrößen | 1578 |
C.5 Allgemeiner Impulssatz der Mechanik | 1583 |
C.6 Schwerpunktsatz der Mechanik | 1584 |
C.7 Differenzialquotient nach Leibniz | 1585 |
C.8 Reihenentwicklung nach Taylor | 1585 |
C.9 Äußere Kräfte | 1588 |
C.10 Gewichtskraft | 1588 |
C.11 Druckkräfte an den freien Flächen | 1589 |
C.12 Stütz- oder Haltekräfte | 1590 |
C.13 Wahl der Kontrollfläche | 1591 |
Anhang D Umrechnungsfaktoren zwischen physikalischen Dimensionen aus dem englisch/amerikanischen und dem deutschen Sprachbereich | 1597 |
Anhang E Daten ausgeführter Flugtriebwerke | 1601 |
Anmerkungen zur Bezeichnung von Triebwerken | 1610 |
Anhang F Bestimmung der thermodynamischen Eigenschaften von Verbrennungsgasen | 1614 |
F.1 Reaktionsstöchiometrie | 1614 |
F.2 Spezifische Wärmekapazität | 1615 |
F.3 Molmasse und spezifische Gaskonstante | 1617 |
F.4 Enthalpieänderung | 1618 |
F.5 Entropiefunktion | 1620 |
F.6 Der FORTRAN 95 Quellcode | 1623 |
Literatur | 1628 |
Sachverzeichnis | 1641 |