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6 Analyse der gekürzten Diffusorkonfiguration
werkswirkungsgrad ein Wert von 0.23 gefunden. Folglich bedeutet die gemessene
Erhöhung des Radialverdichterwirkungsgrads bei gleichem Betriebspunkt eine
Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads des Kerntriebwerks von +0.07 %.
2. Die Pumpgrenze der Radialverdichterstufe ist bei hohen reduzierten Drehzahlen
um +10 % erweitert. Die Betriebslinie im Radialverdichterkennfeld läuft nach
Abb. 4.5 in Richtung der Pumpgrenze. Aufgrund des erforderlichen Pumpgrenzabstands
wurde die Betriebslinie nicht im Wirkungsgradmaximum angenommen,
sondern in Richtung Schluckgrenze verschoben. Theoretisch ließe sich die Betriebslinie
des Radialverdichters folglich weiter in Richtung Wirkungsgradmaximum
schieben. Die Pumpgrenzerweiterung um +10 % entspricht näherungsweise einem
kleineren möglichen Massenstrom von −5 %. Verschiebt man die Betriebslinie entsprechend,
so erhöht sich der Radialverdichterwirkungsgrad nach dem Kennfeld in
Abb. 6.1 um +0.8 %. Es sei erwähnt, dass diese Maßnahme eine Neuauslegung
des Radialverdichters und des Triebwerks erfordert.
3. Das Gewicht des Diffusors wird reduziert. Bei Annahme einer Ausführung des
Bauteils aus Stahl oder Nickel ergibt sich durch das Weglassen des hinteren Teils
der Diffusorschaufeln eine Gewichtseinsparung von 1 kg. Technologisch höherwertige
Materialien wie z. B. Titanaluminide ergäben aufgrund ihrer geringeren Dichte
ein geringeres Gewicht von 0.5 kg. Theoretisch könnte durch eine Reduzierung
des entstandenen schaufellosen Raums und damit Verringerung des Diffusoraußendurchmessers
eine weit höhere Gewichtsersparnis erreicht werden.
4. Der Diffusor ist ein Strukturelement des Triebwerks. Das Fehlen des hinteren Bereichs
der Diffusorschaufeln muss bei einer Festigkeitsanalyse berücksichtigt werden.
5. Die Eintritts- und Austrittsrandbedingungen für das Triebwerk bleiben gleich. Die
Mach-Zahl und der Strömungswinkel am Austritt des Deswirlers ändern sich nicht
so stark, dass die stromab liegende Brennkammer fehlangeströmt wird.
Zur Bewertung des geringeren Gewichts und des verbesserten Radialverdichterwirkungsgrads
wird auf die Studie von Young (2008) zurückgegriffen. Young (2008) stellte als
Ansatz zu einer Sensitivitätsanalyse des Brennstoffverbrauchs δW f /W f in Abhängigkeit
der Änderung des Flugzeuggewichts (W Jet ), des spezifischen Brennstoffverbrauchs
(SFC) und des Auftrieb-Widerstands-Verhältnisses (lift-to-drag-ratio) Ē folgende Formel
auf:
δW f
W f
= δW ( )
Jet eβ · β
+ · δSFC ( )
W Jet e β − 1 SFC − eβ · β
· δĒ
e β − 1 Ē
(6.6)
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