Triebwerk : Turbofan

Synonyme: Mantelstromtriebwerk, Bypasstriebwerk, Zweistrom-Strahtriebwerk, Fantriebwerk, Bläsertriebwerk, Turbinenantrieb

Namensgebend für den Turbofan ist seine stark vergrösserte erste Kompressorstufe. Der Turbofan (fan = Englisch für Gebläse) wird wegen seines zweiten Luftstroms auch Mantelstrom- oder Bypasstriebwerk genannt. Weist das Triebwerk ein hohes Nebenstromverhältnis (einen hohen Anteil der Mantelluft am Gesamtausstoss) auf, so spricht man vom einem Fan- oder Bläsertriebwerk.

Aufbau

Aufbau Turbofan-Strahtriebwerk

Triebwerk	Fan	ND Kompressor
HD Kompressor	Brennkammer	Turbine

Ein Teil der vom Fan 1 angesaugten Luft strömt durch das Triebwerkszentrum (mit Verdichter 2, Brennkammer 3 und Turbine 4), der andere (der Nebenstrom) um dieses herum. Beide Ströme zusammen bilden den Gesamtrückstoss.

Man unterscheidet Niederdruck- (ND) 5 und Hochdruck- (HD) Kompressor 6, sowie Niederdruck- und Hochdruckturbine 4.

Der Fan hat die Aufgabe, grosse Luftmassen anzusaugen, und zum Kompressor und in den Nebenstrom zu leiten. Aufgrund des grossen Fandurchmessers (bespielsweise beim Rolls Royce Trent 900: 2,95 m) kann dieser nicht mehr über eine Welle mit dem Kompressor und der Turbine gekoppelt werden, da die Schaufelspitzen eine zu hohe Geschwindigkeit erreichen würden. Man nutzt daher entweder ein Untersetzungsgetriebe oder zwei, bzw. drei Wellen, um die beiden Komponenten mit unterschiedlichen Drehzahlen betreiben zu können. Realisiert wird dies durch eine verschachtelte Wellenanordnung

Die erste Stufe, also der Fan, ist nicht nur Teil des Kompressors, sondern sie teilt den Luftstrom auf in einen

• inneren Luftstrom, der in die Gasturbine gelangt, und einen
• äusseren Luftstrom, der durch den Fan aussen an der Turbine vorbeigeführt wird. Er wirkt dabei wie ein ummantelter Propeller.

Eigenschaften

Charakteristisch für einen Turbofan ist ein hohes Bypassverhältnis. Das ist das Verhältnis der Luftmenge, die durch die Gasturbine strömt, zu der Luftmenge, die aussen durch den Fan strömt. Typischerweise werden z.B. nur 5-25% der angesaugten Luftmenge durch die Gasturbine geleitet.

Ein Turbofan bietet gegenüber einem herkömmlichen Strahltriebwerk mehrere Vorteile:

• Besserer Wirkungsgrad des Triebwerkes durch die geringere "mittlere Geschwindigkeit" des Antriebsluftstrahles
• Geringere Lärmentwicklung, indem der Lärm der heissen und schnellen Turbinengase durch den umgebenden kühlen Gastrom der ersten Stufe gedämpft wird.

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