Ein Turboprop-Motor ist ein Antriebssystem, bei dem Energie von einer Gasturbine geliefert wird und dessen Schubleitung durch Drehung eines spiralförmigen Mehrblattes erhalten wird .
Der französische Begriff „Turbopropulseur“ besteht aus Turbo (Bezeichnung der Gasturbine ) und dem Treibwort, das dieses Antriebswort gut beschreibt.
Alan Arnold Griffith veröffentlichte 1926 einen Artikel über das Turbinendesign. Nachfolgende Arbeiten des Royal Aircraft Establishment untersuchten das Design von Axialturbinen, mit denen eine Welle und dann ein Propeller angetrieben werden können . Ab 1929 begann Frank Whittle an Modellen von Fliehkraftturbinen zu arbeiten, die reinen Strahlschub liefern können.
Der weltweit erste Turboprop-Motor wurde vom ungarischen Maschinenbauingenieur György Jendrassik entworfen . Jendrassik veröffentlichte die Idee über Turboprop-Motoren im Jahr 1928 und die12. März 1929patentierte er seine Erfindung. 1938 baute er eine kleine experimentelle Gasturbine (100 PS; 74,6 kW). Der größere Jendrassik Cs-1 mit einer erwarteten Leistung von 1000 PS wurde zwischen 1937 und 1941 bei den Ganz Companies in Budapest hergestellt und getestet . Er wurde in axialer Strömung mit 15 Kompressoren und 7 Turbinenstufen und einer ringförmigen Brennkammer konstruiert und andere moderne Funktionen. Ursprünglich im Jahr 1940 eingeführt, beschränkten Verbrennungsprobleme seine Leistung auf 400 PS. 1941 wurde der Motor kriegsbedingt stillgelegt und das Werk zur Herstellung konventioneller Motoren übernommen. Der weltweit erste serienmäßige Turboprop-Motor wurde 1942 von einem deutschen Ingenieur, Max Adolf Müller, entworfen.
Viele Flugzeuge verwenden diesen Antriebsmodus, der bei mittleren Reisegeschwindigkeiten sparsamer als ein Turbojet ist .
Es findet sich unter anderem in großen Flugzeugen wie dem Bomber Tupolev Tu-95 , dem Mittelstreckenflugzeug ATR 72 oder dem Militärtransportflugzeug A400M , die 882 km / h erreichen können (Mach 0,72). Andere leichtere Flugzeuge wie das Transportflugzeug Cessna 208 Caravan oder das militärische Trainingsflugzeug Pilatus PC-21 verfügen über einen Turboprop, mit dem sie problemlos Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 300 km / h für die Cessna und 685 km / h für den Pilatus erreichen können.
Mehrere Luft- und Raumfahrtunternehmen stellen Turboprop-Flugzeuge her, darunter Antonov , ATR , Canadair , CASA , Beechcraft , Embraer , Pilatus Aircraft , Daher und Viking Air .
Der Turboprop eignet sich besonders für Flugzeuge mit einer Reisegeschwindigkeit zwischen 300 und 800 km / h . Darüber hinaus führt der Abfall der aerodynamischen Effizienz des Propellers , der mit der transsonischen oder Überschallströmung am Ende der Schaufel verbunden ist, dazu, dass das Turbostrahltriebwerk bevorzugt wird .
Der Turboprop ist eine Turbomaschine, deren Betrieb dem eines Turbostrahls nahe kommt , obwohl ihre Konstruktion ein diametral entgegengesetztes Ziel verfolgt :
Der Turboprop erhält konstruktionsbedingt die maximal mögliche Energie zum Drehen der Welle des Propellers, wobei das Abgas eine relativ niedrige Temperatur und eine sehr niedrige Ausstoßgeschwindigkeit aufweist. Diese Drehung der Motorwelle wird über ein mechanisches Untersetzungsgetriebe zum Propeller zurückgeführt . Der Restgasabgasschub ist gering (weniger als 10%), wobei der größte Teil des Schubes vom Propeller mit einem viel besseren Wirkungsgrad als bei einem herkömmlichen Motor erzeugt wird, jedoch mit dem Nachteil, dass man sich aufgrund des Risikos nicht den Überschallgeschwindigkeiten nähern kann die Schallgeschwindigkeit an der Spitze des Propellerblatts zu überschreiten .
Ein Turboprop liefert Kraft zum Drehen des Propellers , während der Turbostrahl Schub liefert .
Der Propeller dreht sich, wir kennen seine Geschwindigkeit (zum Beispiel in Umdrehungen pro Minute) und sein Drehmoment, mit dem die nach der Formel gelieferte Leistung abgeleitet werden kann:
Mit:
Wenn wir die Leistung in PS (PS) erhalten möchten , verwenden wir die Drehzahl in U / min und das Drehmoment in Meter-Kilogramm (m · kg) sowie eine Konstante:
Hauptunternehmen, die Turboprop-Motoren herstellen: