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1 Einführung
gungen für die stromab liegende Komponente bereitstellt. Das folgende aerodynamische
Bauteil kann, wie in Abb. 1.1 gezeigt, entweder die nächste Radialstufe oder die
Brennkammer sein. Die Brennkammer benötigt eine drallfreie homogene Anströmung
mit niedriger Machzahl. Die Umlenkbeschaufelung ist im Allgemeinen als Statorreihe
mit axialen Umlenkprofilen ausgelegt, die im Folgenden analog zur Literatur Deswirler
genannt wird.
Diffusoren von Radialverdichtern können
beschaufelt und unbeschaufelt
ausgelegt werden. Radialverdichterstufen
mit beschaufelten Diffusoren
haben höhere Wirkungsgrade und sind
kompakter, während ein unbeschaufelter
Diffusor eine größere Kennfeldbreite
ermöglicht. Bei Flugzeugtriebwerken
werden meist beschaufelte Diffusoren
eingesetzt, weil der Außendurchmesser
des Diffusors den Durchmesser
des Kerntriebwerks bestimmt.
triebwerk TPE331 (Krain (2003))
Abb. 1.1: Radialverdichter im Turboprop-
Kompaktheit bedeutet weniger Gewicht
und weniger Triebwerksfrontfläche, was wiederum den Luftwiderstand verringert.
Ein Radialverdichter arbeitet im Triebwerk auf einer Arbeitslinie im Kennfeld, die im
Vergleich zu stationären Anwendungen wenig variiert. Deshalb ist eine kleinere Kennfeldbreite
von Radialverdichtern in Triebwerken möglich. Die Kennfeldbreite wird vom
Eintrittsbereich des Diffusors maßgeblich beeinflusst. Aus diesem Grund ist die Größe
des Halsquerschnitts des Diffusors ein wichtiger Auslegungsparameter bei der Triebwerksverdichterauslegung.
Der Pipe Diffusor stellt eine Variante des beschaufelten Diffusors dar, wie sie von
z. B. den Firmen General Electric Aviation und Pratt and Whitney in Flugtriebwerken
eingesetzt wird. Zum ersten Mal wurde der Pipe Diffusor von Kenny (1969) wissenschaftlich
beschrieben. Der Pipe Diffusor ist ein Röhrendiffusor, der aus einem soliden
Ring gefertigt wird. Zu einem Konstruktionskreis tangentiale Röhren werden von außen
eingebracht. Es entstehen die charakteristischen elliptischen Vorderkanten, die durch
die schräge Durchdringung von zwei Zylinderbohrungen erzeugt werden. Kenny (1969)
beschreibt den Pipe Diffusor als eine mit wenigen Parametern auszulegende und kostengünstig
herzustellende Diffusorbauart, die bei kompakter Konstruktion einen hohen
Wirkungsgrad aufweist. Die Forderungen einer Triebwerksanwendung sind folglich beim
Einsatz eines Pipe Diffusors gegeben. Die Idee des Pipe Diffusors wurde in Patenten wie
Vrana (1967) und Bryans (1986) dokumentiert und geschützt.
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