Bordstrom

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FloMUC

Mitglied
Hallo zusammen, ich hätte mal eine paar Fragen zur Stromerzeugung an Bord von Flugzeugen.

Meines Wisses wird dieser in den Triebwerken quasi als Nebenprodukt zum Schub erzeugt. Nun wüßte ich gerne wie genau das funktioniert. Sitzt da ein Generator auf der Welle, oder wird Druckluft entnommen und damit anderswo über eine Turbine ein Generator betrieben, oder wie genau funktioniert das?
Und wieviel Leistung erzeugt so ein Aggregat? Und wie ist das bei Vierstrahlern? Braucht man da jedes Triebwerk zur Stomerzeugung oder nur ein paar davon?
Und was genau plant Boeing bei der 787, habe gehört dass die dort die Stromerzeugung aus dem Triebwerk ausgliedern wollen.
Und welche Bedeutung hat die APU? Liefert die nur am Boden Strom, oder auch in der Luft? Und welche Leistung hat sie?

Also, ihr seht, über ein paar Infos zu dem Thema würde ich mich freuen.
 
@ FloMUC

Über die 787 kann ich nicht viel sagen allerdings habe ich gehört man will auf die Abnahme von Luft aus dem Triebwerk verzichten, der Generator dagegen soll sogar mehr Leistung haben.
Bei einem heutigen Flugzeug besitzt jedes Triebwerk einen eigenen Generator, ein A340 also 4 Stück plus einen Generator an der APU ( bei der 747 sogar 2 an der APU ). Die Generatoren werden über die Gearbox angetrieben, welche mit der N2-Welle ( die schnellere von den beiden Wellen ) verbunden ist. Die Leistung ist abhängig vom Flugzeug und liegt bei der 737 bei 45kVA, bei der 747 bei 90kVA pro Generator. Um die Frequenz konstant bei 400Hz zu halten, läuft die APU immer mit gleichbleibender Drehzahl, da dies beim Triebwerk nicht möglich ist, arbeitet man dort mit einem CSD ( erzeugt aus unterschiedlichen Triebwerksdrehzahlen eine konstante Drehzahl für den Generator) oder einem IDG ( CSD + GEN in einem Bauteil). Die APU ist normalerweise bis zur maximalen Flughöhe des Flugzeugs in der Lage den Generator zu betreiben, sie wird aber nur benutzt, wenn ein Triebwerksgenerator ausfällt.
Einen besonderen Generator gibt es noch bei den 737 der Lufthansa, diese fliegen teilweise mit einem VSCF (Variable Speed Constant Frequenz ). Bei diesem Bauteil dreht sich der Generator unterschiedlich schnell, die erzeugte Spannung wird dann in Gleichstrom umgewandelt und danach wieder in Wechselspannung mit 400Hz zerhackt.
 
Die Generatorleistung der B787 muss ja schon deshalb deutlich höher liegen, da ja auf das Hydrauliksystem verzichtet wird. Die einzelnen Komponenten, die bisher über die Hydraulik angetrieben wurden, werden dann elektrisch angetrieben. Die Generatoren müssen demnach so stark ausgelegt werden, dass sie die max. Leistung der Hydraulik mit übernehmen können, werden demnach sehr leistungsfähig sein müssen.
 
Chris99 hat gesagt.:
Die Generatorleistung der B787 muss ja schon deshalb deutlich höher liegen, da ja auf das Hydrauliksystem verzichtet wird. Die einzelnen Komponenten, die bisher über die Hydraulik angetrieben wurden, werden dann elektrisch angetrieben. Die Generatoren müssen demnach so stark ausgelegt werden, dass sie die max. Leistung der Hydraulik mit übernehmen können, werden demnach sehr leistungsfähig sein müssen.
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IMHO wird bei der B787 das Pneumatiksystem (Zapfluft von den Triebwerken) weggelassen. An den Treibwerken werden wesentlich größere Generatoren angebaut, als sonst üblich, da die benötigte elektrische Leistung höher liegt als bei herkömmlichen Flugzeugen. Die Generatoren werden beim Starten der Triebwerke auch als elektrische Startermotoren verwendet.
Für die Klimaanlage wird Druckluft mit elektrisch angetriebenen Kompressoren erzeugt.

Das bleedless-Konzept soll Kraftstoff einsparen, weil die Triebwerke sparsamer sind, wenn keine Luft abgezapft wird. Wie Boeing allerdings den Transport der elektrischen Leistung in den Griff bekommen will, weiss ich nicht. Da sind ja recht dicke Kabel, kräftige Kontakte usw nötig. Hoffentlich gibt es da keine Probleme mit "electrical smoke and fire".

Das Hydrauliksystem wird m.E. beibehalten.
 
Erstmal danke für die Antworten!

Das mit der 787 klingt interessant, es scheint vor allem eine Herausforderung für die Triebwerkshersteller zu sein.
Allerdings muß der Wirkungsgrad des Hydrauliksystems ziemlich schlecht sein, wenn das Ganze dann wirklich nennenswerte Treibstoffeinsparungen bringen soll. Oder hat das Entnehmen der Zapfluft einen so negativen Einfluss auf die Luftströmung im Triebwerk? Denn eigentlich müßte es doch egal sein ob die selbe Leistung direkt zu Lasten des Schubs (Zapfluft) oder indirekt über eine verminderte Verdichterleistung (leistungsstärkerer Generator) entnommen wird, oder hab ich da jetzt einen Denkfehler drin?

@Starflyer: CSD (=Constant Speed ?) funktioniert wie? Kenn so was Ähnliches von Windrädern, da ist es meines Wissens zumindest teilweise über ein Planetengetriebe mit Ausgleichsantrieb realisiert.

@wernerhuss: Ab welcher Starterdrehzahl wird das Triebwerk gezündet (Absolut oder in % von max. Drehzahl)? Und geschieht das bei allen Maschinen inzwischen automatisch oder muss der Pilot bei älteren Modellen (B737) noch selbst Hochfahren, Zünden und Brennstoff aufdrehen?
 
@ FloMUC

Der Treibstoffhahn ;D wird so zwischen 20 und 25% N1 aufgedreht, wobei natürlich vorher die Zündung schon aktiv sein muß. Bei den neuen Airbussen geht alles automatisch, bei der 737 muß man noch von Hand den richtigen Moment abwarten.

Im CSD ( Constant Speed Drive ) wird ein mechanischer Arm gegen eine Federkraft ausgelenkt, dies um so weiter, je schneller man den Arm dreht und je größer somit die Fliehkraft wird ( Fliehkraftregler ). Über den Arm wird ein Ventil angesteuert, welches den Hydraulikfluß zu einem Hydraulikmotor regelt.
Dieser kann sich in beide Richtungen drehen und seine Drehzahl wird über ein Getriebe zu Triebwerksdrehzahl addiert ( bzw. subtrahiert ), so daß am Ausgang die Drehzahl konstant ist.
 
starflyer hat gesagt.:
Dieser kann sich in beide Richtungen drehen und seine Drehzahl wird über ein Getriebe zu Triebwerksdrehzahl addiert ( bzw. subtrahiert ), so daß am Ausgang die Drehzahl konstant ist.
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@starflyer
Das hab ich mit "Ausgleichsmotor" gemeint. Daß das in unserer Elektronikwelt allerdings hydraulisch geregelt wird erstaunt mich doch etwas. Hätte jetzt eher auf einen Drehratensensor und einen elekronische Motorsteuerung gedacht. Ist aber so wohl zuverlässiger ;D

Vielen Dank für deine Antworten, kennst dich ja echt gut aus!
 
FloMUC hat gesagt.:
Erstmal danke für die Antworten!

Das mit der 787 klingt interessant, es scheint vor allem eine Herausforderung für die Triebwerkshersteller zu sein.
Allerdings muß der Wirkungsgrad des Hydrauliksystems ziemlich schlecht sein, wenn das Ganze dann wirklich nennenswerte Treibstoffeinsparungen bringen soll. Oder hat das Entnehmen der Zapfluft einen so negativen Einfluss auf die Luftströmung im Triebwerk? Denn eigentlich müßte es doch egal sein ob die selbe Leistung direkt zu Lasten des Schubs (Zapfluft) oder indirekt über eine verminderte Verdichterleistung (leistungsstärkerer Generator) entnommen wird, oder hab ich da jetzt einen Denkfehler drin?
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Das mit den Einsparungen bei Verzicht auf die Hydraulik hat den folgenden Hintergrund:
Die Hydraulikleistung, sprich der Druck muss permanent vorhanden sein, ob er nun gebraucht wird oder nicht. Bei einem elektrischen Betrieb der ganzen Klappen, Ruder, Fahrwerk etc. wird die Leistung, sprich der Strom, nur dann hergestellt, wenn er gebraucht wird, also wenn sich Klappen etc. bewegen. Der Verbrauch ist bei einem elektrischen Antrieb zunächst höher als bei hydraulischen (hier ist die Hydraulik einfach effizienter), da der Strom jedoch nicht permanent gebraucht wird ist es in der Summe niedriger.

Was jetzt das Thema mit der Zapluft für die Klima anbelangt, bin ich leider auch überfragt, warum hier die Entnahme im TW schlechter abschneidet als eine elektrische Kompression.....
 
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