Vergleich Schub und kw
Ulli Brandt
Kraft eines Jets (Schub) und der Kraft eines Kfz (Kilowatt/PS) aufstellen
kann?
thx
Lars Bamberger
> Kann mir jemand sagen, wie man recht einfach einen Vergleich zwischen
> der Kraft eines Jets (Schub) und der Kraft eines Kfz (Kilowatt/PS)
> aufstellen kann?
Kann man nicht. Äpfel und Birnen kann man auch nicht vergleichen.
Allerdings kann man unter ganz bestimmten, definierten Umständen, d.h. in
einem _konkreten_ Beispiel, Vergleiche anstellen. Diese sind aber nicht
besonders hilfreich und haben wenig Aussagekraft.
Lars
--
Was reimt sich auf 'Pilot'?
Robert Grieb
auf pro7 kam neulich ein bericht über kampfjets, die haben auch
die leistung in PS angegeben!!
irgendwie is das doch sicher möglich?? denn der schub wird doch in kP
angegeben.. damit sollte sich doch ne beziehung zwischen der leistung und
der kraft ermitteln lassen....
*nachdenk*
CU Robert
Michael Rösch
> Muss gehen!!
Wo kam der bericht nochmal?...
> auf pro7....
ah ja. ;-)
Grüße Michael
--
http://www.spaceshower.de
http://www.feuerwehr-hoechst.de
http://www.flugplatz-michelstadt.de
Kay Herrmann
news:9u5qfi$asf$04$1...@news.t-online.com...
> Muss gehen!!
> auf pro7 kam neulich ein bericht über kampfjets, die haben auch
> die leistung in PS angegeben!!
...und wenn das Pro7 macht wird's schon stimmen!! ;-)
> irgendwie is das doch sicher möglich?? denn der schub wird doch in kP
> angegeben.. damit sollte sich doch ne beziehung zwischen der leistung und
> der kraft ermitteln lassen....
>
> *nachdenk*
>
> CU Robert
Man kann eine Kraft und eine Leistung schlecht miteinander vergleichen. Eine
Kraft wird heutzutage in Newton (N) angegeben (kP - Kilopond ist veraltet).
Die Leistung wird in Watt (W) angegeben. Eine Leistung ist Arbeit pro
Zeiteinheit.
Zum Strahltriebwerk habe folgende Formeln für Schubkraft und Leistung gefunden:
Schubkraft = Luftmassestrom x Luftaustrittsgeschwindigkeit
Nutzleistung Strahltriebwerk = ml x 0,5 x (c2^²-c1^²)
ml: Luftmassestrom
c2: Geschwindigkeit der Luft an der Düse
c1: Geschwindigkeit der Luft am Lufteintritt
Wird zusätzlich hinter der Turbine Kraftsoff eingespritzt (Nachbrenner) erhöht
sich die Geschwindigkeit c2 - die Schubkraft wird erhöht.
Die Angaben beziehen sich auf Turbojet - Triebwerke.
Kay
--
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Lars Bamberger
> auf pro7 kam neulich ein bericht über kampfjets, die haben auch die
> leistung in PS angegeben!!
Lass mich raten: Galileo, das Volksverdummungsmagazin?
> .. damit sollte sich doch ne beziehung zwischen der leistung und der
> kraft ermitteln lassen....
Die Beziehung zwischen Leistung (P) und Kraft (F) ist:
P = F * v
v = Geschwindigkeit
Und jetzt?
Lars
--
[X] Nail here for new monitor.
Philipp Wilfort-R.
ist gut!
Ein Jet fliegt mit der Geschwindigkeit V und dem Schub F
Damit ergibt sich eine Leistung P, vergleichbar mit der Effektivleistung der
Prop-Kiste.
einverstanden?
Philipp
Lars Bamberger <Lars.Ba...@gmx.de> schrieb in im Newsbeitrag: >
Karl-Alfred Römer
>Kann mir jemand sagen, wie man recht einfach einen Vergleich zwischen der
>Kraft eines Jets (Schub) und der Kraft eines Kfz (Kilowatt/PS) aufstellen
>kann?
Die Umrechnung ist deshalb etwas schwierig, weil die Jet-Triebwerke
völlig unterschiedliche Verhältnisse von Massendurchsatz (heisse Luft)
und Austrittsgeschwindigkeit haben können. Ein Airliner hat ein recht
hohes Bypass-Verhältniss, was bedeutet, es wird viel Luft geschaufelt,
die mit relativ geringer Geschwindigkeit hinten ausgeblasen wird,
während die Triebwerke von Kampfflugzeugen einen sehr schnellen aber
dünnen Strahl (wenig Strahlquerschnitt) haben.
Informell mathematisch:
Der Schub ist proportional zum Massendurchsatz und zur
Austrittsgeschwindigkeit.
Die Leistung wächst aber quadratisch zur Austrittsgeschwindigkeit.
Weil es nun wie ganz oben bereits beschrieben unterschiedliche
Triebwerke mit unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten und
Massendurchsätzen gibt, kann man keinen allgemeingültigen
Umrechnungsfaktor angeben.
Aaaaber: Oft wird ein Faktor von 4,8 (Kp nach Pferdestärken) als
Umrechnungsfaktor genannt, d.h. ein Triebwerk mit 10000 Kp Schub hätte
dann 48000 PS.
Ich vermute, dass dieser Faktor für Kampfflugzeugtriebwerke der
10-20-Tonnen-Klasse berechnet wurde. Hab es aus bequemlichkeitsgründen
jetzt nicht nachgerechnet.
Aus obigem Zusammenhang kann man auch leicht ableiten, dass Propeller
im unteren Geschwindigkeitsbereich wesentlich ökonomischer sind, als
Strahltriebwerke. Propeller schaufeln viel Luft mit sehr geringer
Geschwindigkeit. Viel Schub bei wenige Energieverbrauch.
Auch Senkrechtstarter werden aus dem gleichen Grund auf absehbare Zeit
nur als Hubschrauber ökonomisch betrieben werden können.
Hoffe dir geholfen zu haben
Ciao
Karl-Alfred Römer
Lars Bamberger
> Hi
Hi!
>>[Einfacher Vergleich zwischen Schub und der Kraft eines Kfz
>>(Kilowatt/PS)]
> Informell mathematisch:
> Der Schub ist proportional zum Massendurchsatz und zur
> Austrittsgeschwindigkeit.
Streng genommen nur, wenn v_0 = 0. Begründung:
Der Schub eines Triebwerks berechnet sich nach er Schubformel:
F_s = (m^punkt_3 + m^punkt_B) * v_9 - m^punkt_0 * v_0 + A_9 * (p_9 - p_0)
mit:
F_s = Schubkraft des Triebwerkes
m^punkt_3 = Massenstrom am Verdichteraustritt
m^punkt_B = Massenstrom des zugeführten Kraftstoffes
v_9 = Die Geschwindigkeit des Abgasstrahls beim Austritt aus der
Schubdüse
m^punkt_0 = Massenstrom der dem Triebwerk zugeführten Luft
v_0 = Die Fluggeschwindigkeit
A_9 = Die Austrittsfläche der Schubdüse
p_9 = statischer Druck des Abgasstrahls beim Austritt aus der Schubdüse
p_0 = statischer Umgebungsdruck
Jetzt machen wir folgende Näherungen:
- Die Masse des zugeführten Kraftstoffes vernachlässigen wir gegenüber der
Masse des Luftstromes: m^punkt_3 + m^punkt_B = m^punkt_3
- Dem Verdichter wird keine Luft entnommen, d.h. alles was vorn rein geht,
kommt auch an der Brennkammer an: m^punkt_3 = m^punkt_0
- Die Schubdüse ist angepasst: p_9 = p_0
Die Massenströme fasse ich zu m^punkt zusammen:
F_s = m^punkt * v_9 - m^punkt * v_0 = m^punkt * (v_9 - v_0)
> Die Leistung wächst aber quadratisch zur Austrittsgeschwindigkeit.
Nein.
An dieser Stelle muß man sich darauf einigen, von welcher Leistung man
eigentlich spricht. Die mechanische Leistung, die das Triebwerk durch
Schub erzeugt ist:
P_s = F_s * v_0
v_0, weil dies die Geschwindigkeit des Triebwerkes gegenüber der
umgebenden Luftmasse ist.
P_s = m^punkt * (v_9*v_0 - v_0²)
Man kann erkennen, daß:
- Die Austittsgeschwindigkeit größer sein muß als die Fluggeschwindigkeit,
um positiven Schub und damit Leistung zu erzeugen.
- Die Leistung im Standlauf immer gleich Null ist (v_0 = 0) (Ist ja
beim KFZ auch so: Wenn ich mit durchdrehenden Reifen ohne Wegzukommen eine
große Qualmwolke erzeuge, ist die mechanische Leistung des Motors auf das
Fahrzeug auch gleich Null.)
> Weil es nun wie ganz oben bereits beschrieben unterschiedliche
> Triebwerke mit unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten und
> Massendurchsätzen gibt, kann man keinen allgemeingültigen
> Umrechnungsfaktor angeben.
Und unterschiedliche Fluggeschwindigkeiten.
> Aaaaber: Oft wird ein Faktor von 4,8 (Kp nach Pferdestärken) als
> Umrechnungsfaktor genannt, d.h. ein Triebwerk mit 10000 Kp Schub hätte
> dann 48000 PS.
> Ich vermute, dass dieser Faktor für Kampfflugzeugtriebwerke der
> 10-20-Tonnen-Klasse berechnet wurde.
Genau das ist es. Es macht keinen Sinn einen (pi-mal-Daumen)
Umrechnungsfaktor anzugeben, wenn man nicht genau angibt für welche
Umstände er gelten soll.
Blue Skies,
Gero Dargel
> > Aaaaber: Oft wird ein Faktor von 4,8 (Kp nach Pferdestärken) als
> > Umrechnungsfaktor genannt, d.h. ein Triebwerk mit 10000 Kp Schub hätte
> > dann 48000 PS.
> > Ich vermute, dass dieser Faktor für Kampfflugzeugtriebwerke der
> > 10-20-Tonnen-Klasse berechnet wurde.
>
Hier noch ein praktischer Wert (sicher unter Vernachlässigung einiger
Randbedingungen)
Das Strahltriebwerk Pirna 014 mit 3100 ... 3300 kP Standschub
wurde nach dem Ende des DDR-Flugzeugbaus zum Antrieb von Schiffen und
in Kraftwerken verwendet. 2 Derartige Turbinen erzeugten den Gasstrom um
über eine Turbine einen 12.5 MW Generator anzutreiben. Auf dem Schiff
wurden mit einem ähnlichen Prinzip mit einer Turbine
2 Schiffsschrauben mit einer Wellenleistung von 10000 PS angetrieben.
In beiden Fällen natürlich im Stand. (Beide male wird der o.a. Faktor
offensichtlich nicht erreicht, allerdings war das ganze ja auch in den
60-er Jahren.)
cu,
gero
--
Gero Dargel Gero....@tesis.de
TESIS WAMware CAE Consulting GmbH * Implerstrasse 26
D-81371 Muenchen * Tel +49 89 74 73 77 14 Fax +49 89 74 73 77 99
Karl-Alfred Römer
was du schreibst scheint korrekt zu sein. (solange man sich nicht an
Lichtgeschwindigkeit annähert) aber meinst du dem Fragenden wird durch
diese extreme Mathematisierung die Sache klarer ?
Ich meine: Nicht wirklich.
(Obwohl ich zugeben muss, dass ICH wieder einiges dazu gelernt habe.)
Demzufolge ist der physikalisch/mathematisch korrekte
Umrechnungsfaktor von Schub nach Leistung immer gleich 0, weil der
Schub im Stand gemessen, dabei aber keine Leistung umgesetzt wird.
Dann ist mir der Umrechnungsfaktor von 4,8 aber doch noch
einleuchtender ;-)
>
>> Weil es nun wie ganz oben bereits beschrieben unterschiedliche
>> Triebwerke mit unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten und
>> Massendurchsätzen gibt, kann man keinen allgemeingültigen
>> Umrechnungsfaktor angeben.
>
>Und unterschiedliche Fluggeschwindigkeiten.
>
>> Aaaaber: Oft wird ein Faktor von 4,8 (Kp nach Pferdestärken) als
>> Umrechnungsfaktor genannt, d.h. ein Triebwerk mit 10000 Kp Schub hätte
>> dann 48000 PS.
>> Ich vermute, dass dieser Faktor für Kampfflugzeugtriebwerke der
>> 10-20-Tonnen-Klasse berechnet wurde.
>
>Genau das ist es. Es macht keinen Sinn einen (pi-mal-Daumen)
>Umrechnungsfaktor anzugeben, wenn man nicht genau angibt für welche
>Umstände er gelten soll.
Jo, genau diese Erkenntniss sollte aus meiner Erklärung hervorgehen.
>Was reimt sich auf 'Pilot'?
Rein akademisch gesehen, gibt es vieles was sich auf Pilot reimt.
Die Frage ist nur, ab wann sich zwei Worte gerade noch reimen und wen
man fragt, ob sich zwei Worte noch reimen. Selbstverständlich spielt
die soziale Situation noch eine Rolle, denn wenn zwei Menschen
streiten, ob sich etwas reimt, ist es ein Unterschied, ob dies zwei
friedliebende Menschen tun, oder z.B. zwei Politiker ;-)
Was reimt sich denn nun auf Pilot, bzw. auf was für ein Wort spieltest
du an, als du die Frage formuliert hast ?
Bis dann
Karl
Karl-Alfred Römer
>Hier noch ein praktischer Wert (sicher unter Vernachlässigung einiger
>Randbedingungen)
>
>Das Strahltriebwerk Pirna 014 mit 3100 ... 3300 kP Standschub
>wurde nach dem Ende des DDR-Flugzeugbaus zum Antrieb von Schiffen und
>in Kraftwerken verwendet. 2 Derartige Turbinen erzeugten den Gasstrom um
>über eine Turbine einen 12.5 MW Generator anzutreiben. Auf dem Schiff
>wurden mit einem ähnlichen Prinzip mit einer Turbine
>2 Schiffsschrauben mit einer Wellenleistung von 10000 PS angetrieben.
Das ist jetzt ein praktisches Beispiel wie ich es mir schon oft
gewünscht habe, aber noch nirgendwo gefunden habe.
>In beiden Fällen natürlich im Stand. (Beide male wird der o.a. Faktor
>offensichtlich nicht erreicht, allerdings war das ganze ja auch in den
>60-er Jahren.)
Stimmt, mit heutigen Triebwerken erreicht man wahrscheinlich einen
deutlich besseren Wirkungsgrad. Was ausserdem noch zu berücksichtigen
wäre, ist dass die Turbinen relativ hochtourig laufen und deshalb ein
leistungsfressendes Getriebe nachgeschaltet haben. Ich weiss natürlich
nicht, wieviel da verloren geht, aber 10% könnte ich mir durchaus
vorstellen.
Bis dann
Karl
Boris Haschke
"Karl-Alfred Römer" <karo...@compurex.de> schrieb im Newsbeitrag
news:3c0c9944...@news.btx.dtag.de...
> Hallo Gero,
>
> >Hier noch ein praktischer Wert (sicher unter Vernachlässigung einiger
> >Randbedingungen)
> >
> >Das Strahltriebwerk Pirna 014 mit 3100 ... 3300 kP Standschub
> >wurde nach dem Ende des DDR-Flugzeugbaus zum Antrieb von Schiffen und
> >in Kraftwerken verwendet. 2 Derartige Turbinen erzeugten den Gasstrom um
> >über eine Turbine einen 12.5 MW Generator anzutreiben. Auf dem Schiff
> >wurden mit einem ähnlichen Prinzip mit einer Turbine
> >2 Schiffsschrauben mit einer Wellenleistung von 10000 PS angetrieben.
>
> Das ist jetzt ein praktisches Beispiel wie ich es mir schon oft
> gewünscht habe, aber noch nirgendwo gefunden habe.
Das Problem ist nur, das die Wellenleistung eines Twk wesentlich
geringer ist als die tatsächliche Vortriebsleistung. Wird aus dem Gasstrom
eine Wellenleistung entnommen ( für ein Schiff ) geht die Restenergie
im Gasstrom verloren. Anders ist das bei einem PTL Twk - die noch im
Gasstrom enthaltene Energie ( immerhin bis zu 25% ) leistet auch einen
gewissen Vortrieb. Alles in allem sind das im obengennanten Beispiel nur
Näherungswerte....
cu all
boris
Lars Bamberger
> Hallo Lars,
Hallo!
> was du schreibst scheint korrekt zu sein. (solange man sich nicht an
> Lichtgeschwindigkeit annähert) aber meinst du dem Fragenden wird durch
> diese extreme Mathematisierung die Sache klarer ? Ich meine: Nicht
> wirklich.
Mhpf. Naja eine wirklich einfache Erklärung ist (fast immer) falsch, weil
man etwas außer Acht läßt. Ich muß ja meine Behauptungen untermauern....
> (Obwohl ich zugeben muss, dass ICH wieder einiges dazu gelernt habe.)
:-)
> Demzufolge ist der physikalisch/mathematisch korrekte Umrechnungsfaktor
> von Schub nach Leistung immer gleich 0, weil der Schub im Stand
> gemessen, dabei aber keine Leistung umgesetzt wird. Dann ist mir der
> Umrechnungsfaktor von 4,8 aber doch noch einleuchtender ;-)
*Argh. Ein Triebwerk produziert auch im Fluge Schub. Und auch im Fluge
kann ich diesen messen. 4,8 sagt aber mehr aus als 0, das ist wohl wahr
;-/
>>Was reimt sich auf 'Pilot'?
> Was reimt sich denn nun auf Pilot, bzw. auf was für ein Wort spieltest
> du an, als du die Frage formuliert hast ?
Das ist als kleine Provokation zu verstehen (und befindet sich in der
korrekt abgetrennten Signatur!).
Es is eine Anspielung auf den täglichen Dienstbetrieb bei dem ich und
meine Kollegen in der Luftverteidigung uns manchmal Fragen was der da
oben eigentlich macht, wohlwissend, daß wir selbst am wenigsten frei von
Fehlleistungen sind. Verraten tue ich das besagte Wort nicht, das ist ja
Spielverderberrei.
Ach ja: Dickes, fettes :-)
PS: Bin selber Pilot und hab auch schon Schei^H^H^H^H^H Mist gebaut.....
PPS: langsam geht das hier OT, bitte bei einer eventuellen Antwort selbst
einen entsprechenden follow-up-to setzen.
Lars
--
There's no place like cloud base.
Gero Dargel
Boris Haschke schrieb:
>
> Hallo!
>
> "Karl-Alfred Römer" <karo...@compurex.de> schrieb im Newsbeitrag
> news:3c0c9944...@news.btx.dtag.de...
> > Hallo Gero,
> >
> > > 2 Derartige Turbinen erzeugten den Gasstrom um
> > >über eine Turbine einen 12.5 MW Generator anzutreiben. Auf dem Schiff
> > >wurden mit einem ähnlichen Prinzip mit einer Turbine
> > >2 Schiffsschrauben mit einer Wellenleistung von 10000 PS angetrieben.
Wohl gemerkt der Gasstrom treibt eine Nutzturbine an, die
dann den Generator bzw. die Schiffsschraube(n). Damit wird nicht
die Wellenleistung sondern die Vortriebsleistung verwendet.
>
> Das Problem ist nur, das die Wellenleistung eines Twk wesentlich
> geringer ist als die tatsächliche Vortriebsleistung. Wird aus dem Gasstrom
> eine Wellenleistung entnommen ( für ein Schiff ) geht die Restenergie
> im Gasstrom verloren. Anders ist das bei einem PTL Twk - die noch im
> Gasstrom enthaltene Energie ( immerhin bis zu 25% ) leistet auch einen
> gewissen Vortrieb. Alles in allem sind das im obengennanten Beispiel nur
> Näherungswerte....
So schrecklich energieeffizient war das ganze wohl nicht, immerhin sind
die Schiffe bis in die 80-er Jahre im Einsatz gewesen, die Gasturbine
wurde aber nur in besonderen Fällen (ein paar mal im Jahr) hochgefahren.
Der Nutzen war halt innerhalb von 20 sekunden 10000 PS zur Verfügung
zu haben und (kurzzeitig) das schnellste Schiff auf der Ostsee zu sein.
Horst A. Maier
Am 28.11.01 schrieb Ulli Brandt:
Du kannst die Leistung eines Jets messen, aber nur an der Welle, bzw.
den Wellen. Dort tritt Arbeit auf, weil ein Weg (die Umdrehung) gegen
eine Widerstandkraft zurueckgelegt wird. Die Umrechnung des Schubs in
eine Leistung scheitert daran, weil der Jetantrieb, verglichen mit dem
Auto, wie eine rutschende Kupplung funktioniert. Du hast keinen direkte
Verbindung zwischen der Welle des Triebwerks und den Rädern des
Flugzeugs. Mal ein Beispiel: Die Triebwerke laufen auf vollen Touren,
die Bremsen sind angezogen, das Flugzeug steht. In dem Moment wird
keine Arbeit verrichtet, da der Weg Null ist, somit ist die Leistung,
die die Triebwerke an das Flugzeug abgehen, gleich Null. Trotz Vollgas.
Vergleich: Auto Vollgas, Handbremse angezogen, Kupplung schleift. Beim
Triebwerk schleifen die aus dem Treibwerk austretenden schnellen Gase
mit der stehenden Umgebungsluft, und dort wird die Leistung des
Triebwerks in Wärme umgewandelt. Bei Turboprop-Motoren ist die Angabe
der Wellen-PS üblich (gewesen), aber bei Strahltriebwerken macht es
IMHO keinen Sinn. Du kommst noch auf ein anderes Dilemma. Leistung ist
Arbeit/Zeit, und Arbeit ist Kraft mal Weg. Nehmen wir mal an, das
Flugzeug wird beim Start mit einer konstanten Kraft beschleunigt. Im
Stillstand ist die Leistung null, siehe oben. Dann beschleunigt das
Flugzeug. Es legt bei konstanter Kraft immer mehr Weg/Zeit zurück,
folglich steigt die Arbeit mit der Geschwindigkeit. Damit steigt auch
die Leistung. Welche Leistung soll man jetzt angeben? Das Triebwerk
selbst hat erst einmal keine Leistung. Die Leistung haengt von den
Umgebungsbedingungen ab und ist deshalb eine schlecht vergleichbare
Grösse.
Ciao, Horst