Takeoff power

[Michael S__]

Hallo

was ist denn der Unterschied zwischen:

 

Takeoff power (flat-rated) 1,200 SHP

 

und

 

Takeoff Thermodynamic power 1,744 SHP

 

Die effektive Motorleistung sind 1'200 PS? SHP ist dasselbe wie HP?

Danke und Gruss

Michael

[Markus "Tomcat"]

Die leider zu oft zitierte Wikipedia liefert eine Erklärung für die verschiedenen Definitionen von Pferdestärken (gibt viele verschiedene und ist verwirrend) ... SHP ist zum Beispiel Shaft Horsepower ...

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Horsepower

 

Shaft horsepower is the power delivered to the propeller shaft of a ship or an airplane powered by a piston engine or a turbine engine (the combination of turbine engine and propeller commonly called a turboprop). This may be measured, or estimated from the indicated horsepower given a standard figure for the losses in the transmission (typical figures are around 10%). This metric is uncommon in the automobile industry, though drivetrain losses can be significant.

[Michael S__]

Hallo Markus

Danke und warum ist der Thermodynamic power derart höher? Was ist denn Thermodynamic power überhaupt?

Gruss Michael

[Brufi]

Thermodynamic Power ist die Leistung, welche die Turbine maximal hergeben könnte (bei maximal zulässiger Turbineneintrittstemperatur, auf Sea Level unter ISA Bedingungen).

Bei abnehmender Dichte (also grössere Höhe über Meer und/oder Umgebungstemperatur) wird die maximale Leistung immer weniger, weil die Turbineneintrittstemperatur und die maximale Gasgeneratordrehzahl limitierend sind.

 

"Flat rated" bedeutet, die Gasturbine wird in ihrer Wellenleistung begrenzt, d.h. auf geringer Höhe wird die Turbine nicht ausgereizt sondern bei (in diesem beispiel) 1200 Wellen-PS abgeregelt. Das hat den Vorteil, dass die maximale (d.h. Start-) leistung auf den meisten Flugplätzen und bei den meisten Umgebungstemperaturen konstant auf 1200 PS bleibt weil die Turbine noch Reserven hat.

Ausserdem ist der Vorteil, dass das Getriebe zwischen Turbine und Propeller nur für 1200 PS ausgelegt werden muss (statt 1744) und diese Belastung dann auch wirklich fast jedesmal beim Start auch auftritt. Dadurch spart man Gewicht und nützt den Werkstoff besser aus.

 

Gruss

 

Philipp

[Andi Rotorchopf]

Hoi zäme,

 

"Flat rated" bedeutet, die Gasturbine wird in ihrer Wellenleistung begrenzt

oder die Wellenleistung wird mit Torque- gauge angezeigt, welches in Cruise- oder Continuous Power (grüner Bereich), Take- off Power (gelber Bereich, während max. 5 min.) unterteilt ist. Ein roter Strich am oberen Ende des gelben Bereiches sollte nie überschritten werden (Getriebeüberlastung!)

 

Das ganze der Einfachheit halber in % skaliert :cool:

 

gruess Andi

[MarkusP210]

Die thermodynamische Leistung von 1744 SHP muss investiert werden um eine mechanische Leistung von 1200 SHP an der Welle zu erhalten. Der Verlust in Form von Wärme beträgt 544 SHP, der Wirkungsgrad 68.8%.

 

Beim Flug-Kolbenschüttler resultieren weit schlechtere Werte. Hier gilt über den Daumen ein Wirkungsgrad von 30%. Will heissen, für 235 PS an der Welle müssen etwa 780 PS (575 kW) thermodynamischer Energie investiert werden. Zum Vergleich: ein normales, gut isoliertes Einfamilienhaus kommt mit einem 18 kW-Heizkessel bestens durch den Winter!

 

Damit erklären sich auch Unfälle infolge unzureichend isolierter Auspuffanlagen...

 

Markus

[Skyways005]

Das hat den Vorteil, dass die maximale (d.h. Start-) leistung auf den meisten Flugplätzen und bei den meisten Umgebungstemperaturen konstant auf 1200 PS bleibt weil die Turbine noch Reserven hat.

 

Eine Flat Rated Engine hat in MSL und kalt und hoher Luftdruck usw keine Reserven. Die Turbineneintrittstemperatur ist zwar noch nicht am maximum, dafür sind die Belastungen auf Getriebe, Welle usw am maximum, also mehr geht nicht. Zumindestens nicht ohne was kaputt zu machen.

[Spitfire Mk XIX]

Die thermodynamische Leistung von 1744 SHP muss investiert werden um eine mechanische Leistung von 1200 SHP an der Welle zu erhalten. Der Verlust in Form von Wärme beträgt 544 SHP, der Wirkungsgrad 68.8%.

 

Also so eine Turbine - mit 68.8% Wirkungsgrad! - wäre der TRAUM jeden Ingenieurs.:005: Sorry, Markus, das gibt's nicht! Vergleiche die Erklärung von Brufi zum Thema, er hat sehr anschaulich erklärt, was es mit der thermodynamischen Leistung auf sich hat.

 

Gruss Dan

[MarkusP210]

Also so eine Turbine - mit 68.8% Wirkungsgrad! - wäre der TRAUM jeden Ingenieurs.

 

Naja, gewisse Träume werden halt war...:

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:JetSuitabilityEn.png

 

und

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Jet_engine

 

(nach efficieny suchen)

 

Und es verhält sich wirklich so wie ich beschrieben hatte. 1744 SHP sind als thermische Energie zu investieren um 1200 SHP mechanisch an der Welle zu erhalten.

 

Gruss

 

Markus

[Brufi]

Eine Flat Rated Engine hat in MSL und kalt und hoher Luftdruck usw keine Reserven. Die Turbineneintrittstemperatur ist zwar noch nicht am maximum, dafür sind die Belastungen auf Getriebe, Welle usw am maximum, also mehr geht nicht. Zumindestens nicht ohne was kaputt zu machen.

 

Lies selber:

Ausserdem ist der Vorteil, dass das Getriebe zwischen Turbine und Propeller nur für 1200 PS ausgelegt werden muss (statt 1744)

Was könnte ich wohl gemeint haben damit, was wohl???

 

Ausserdem, habe ich auch nicht geschrieben, das Triebwerk hätte bei SL und kalter Umgebung noch Reserven sondern:

Das hat den Vorteil, dass die maximale (d.h. Start-) leistung auf den meisten Flugplätzen und bei den meisten Umgebungstemperaturen konstant auf 1200 PS bleibt weil die Turbine noch Reserven hat.

Ich habe auch nicht "Engine" geschrieben sondern bewusst "Turbine" denn diese hat durchaus Reserven, im genannten Beispiel nämlich ziemlich genau 544 SHP bei ISA auf SL!!!

 

Gruss Philipp

[Brufi]

Naja, gewisse Träume werden halt war...:

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:JetSuitabilityEn.png

 

und

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Jet_engine

 

(nach efficieny suchen)

 

Und es verhält sich wirklich so wie ich beschrieben hatte. 1744 SHP sind als thermische Energie zu investieren um 1200 SHP mechanisch an der Welle zu erhalten.

 

 

Lieber Markus,

 

Das kannst Du echt knicken! Die beste thermische Maschine die es z.Z. gibt auf diesem Planeten ist ein Kombikraftwerk. Das hat knapp unter 59% Wirkungsgrad (thermisch). Die grössten Schiffsdiesel haben etwa so 52....53%, die besten Flugtriebwerke etwas über 40% (thermisch), ein Automotor kommt kaum über 30%.

 

Was Du in den verlinkten Wikipedia-Artikeln siehst ist der Vortriebswirkungsgrad (propulsion efficiency). Das ist das Verhältnis der Netto-Schubleistung zur Triebwerksleistung. Diese Zahl kann durchaus ziemlich hoch werden, aber der thermische Wirkungsgrad der Antriebsmaschine (Gasturbine) ist dabei nicht mitberücksichtigt.

 

Gruss Philipp

[Skyways005]

Hi Philipp,

 

hatte deine Aussage etwas missverstanden, du hast natürlich recht wie du es geschrieben hast, wollte dich damit nicht angreifen. Sorry:009:

[MarkusP210]

Tja Philipp

 

Da muss ich Dich leider nochmal entäuschen, die thermischen Maschinen heutzutage warten mit weit höheren Wirkungsgraden auf, z.B. eine Gastherme oder ein moderner Industrie-Heizkessel bringen es locker auf über 99% (z.B. Fernheizkraftwerk Liestal, Kessel 5, Gasbrenner im Mischgasbetrieb mit Rezirkulation, Wirkungsgrad: 99,2%, Stickoxide: nicht messbar)

 

EDIT:

Selbst kleinheizkessel bringen es auf über 90%, nachzulesen hier:

http://www.viessmann.ch/web/swiss/ch_publish.nsf/Content/Vitogas100_swiss

 

Gruss

 

Markus

[Brufi]

Lieber Markus,

 

Das ist halt der Unterschied zwischen einem Elektro- und einem Maschineningenieur: Das wissen um den 2. Hauptsatz der Thermodynamik!

Einen Heizkessel und eine Wärmekraftmaschine bezüglich Wirkungsgrad miteinander vergleichen zu wollen ist fundamentaler Unsinn.

 

Macht aber nichts, wenn ich jeweils ein 3 Phasen Wechselstromnetz und so etliches was damit einhergeht erklären soll, bin ich auch nicht so sattelfest.

 

Viele Grüsse

 

Philipp