Gasturbinen

Ein neulicher Besuch bei einer Gasturbinenvorführung inspirierte mich zu diesem Textwerk. Es ist, zweifelsohne die Gasturbine eher ein unbekannter Exot unter den Antriebsaggregaten, Grund genug dies Gerät hier etwas näher zu beschreiben.

Oft verbannt in deren Vorstellung Normalwissender die Gasturbine in Fluggeräte, kann dies Teil indes viel mehr als nur Fliegen. Insbesondere in der aktuellen Elektromotorischen Zeit erfährt die Gasturbine ein regelrechtes Revival in allerlei Fahrzeugkonzepten.

Darum hier auch mein Beispiel der Illustration, die Gasturbine als Antriebsaggregat für Elektrogeneratoren.

Gasturbinenantriebsaggregat

Gasturbinenantriebsaggregat

Die Gasturbine besteht im Wesentlichen aus Zweiflügelrädergruppen die zwar mechanisch verbunden sind indes zischen deren Gruppen eine Brennkammer angebracht ist.

Gasturbine GTD-5M

Gasturbine GTD-5M

Mein Beispiel auf der Grafik ist eine Inspiration von der GTD-5M die ich damals Life erleben konnte. Keineswegs erhebt hier meine Zeichnung Anspruch auf Genauigkeit und Stimmigkeit. Ähnlichkeiten zur GTD-5M sind zwar nicht zufällig doch nicht Sinn meiner Zeichnung. Viel eher soll hier die Funktionsweise dieser Apparatur etwas verdeutlicht werden. Wie die GTD-5M  ist auch mein Exemplar für den Antrieb eines Generators, vielleicht einer Hydraulikpumpe oder einer Wasserpumpe gedacht.

Erklärend nun die einzelnen Gasturbinen-Komponenten des Verständnisses Willen.

Das Getriebe

Gasturbine Getriebe

Gasturbine Getriebe

Im Getriebe wird die Drehzahl auf handliche Grössen zum Antrieb von Komponenten wie Generatoren oder Pumpen  angepasst. Auch am Getriebe angeflanscht sitzt die Schmierölpumpe welche den Oeldruck erzeugt um die Wellen optimal zu schmieren. Weiter sind meist die Anlassereinrichtungen zum Start der Gasturbine ans Getriebe gekoppelt. Bei meiner Zeichnung wird die Turbine zum Starten mittels Elektromotor auf eine stattliche Drehzahl beschleunigt so das in der Brennkammer genügend Verdichtete und mit Treibstoff befeuchtete Luft vorliegt. Eine Elektrozündung, meist auch auf dem Getriebe aufgebaut, nach kurzer Funkenbildung, bewirkt den  Rest zum Start des Turbinchens.

Ansaug, Verdichterturbinen

Gasturbine Verdichter

Gasturbine Verdichter

Im Verdichterteil wird angesogene Luft mittels rotierender Turbinen und einem sich verengendem Luftweg komprimiert.

Oelkühler auf Ansaugöffnung

Oelkühler auf Ansaugöffnung

Die Verdichterturbinen werden beschleunigt durch die mechanisch gekoppelten Triebturbinen. Eine im Gehäuse seitlich angebrachte Öffnung lässt die Luft in den Verdicherblock nachströmen. An der Ansaugöffnung ist wiederum ein leistungsfähiger Schmierölkühler befestigt so dass die Ansaugluft über den Kühler strömen muss und dadurch einerseits die Turbinenbetriebsluft etwas aufheizt anderseits die Oeltemperatur optimal tief  hält.

Brennkammer

Gasturbine Brennkammer

Gasturbine Brennkammer

Von Links strömt komprimierte Luft über enge Öffnungen in den Brennraum. Seitlich der Brennkammern sind Treibstoffeinspritzdüsen eingebaut die den Treibstoff in die Kammer hineindrücken. Der Treibstoff zerstäubt in der komprimierten Luft. Während des Startvorgangs wird eine in der Brennkammer angebrachte Elektro-Funkenzündung aktiviert welche das Treibstoffluftgemisch zündet. Nach erfolgter Zündsequenz wird die Zündung abgeschaltet, das Gemisch brennt selbstständig weiter. Es bildet sich in der Folge ein Verbrennungsdruck welcher über die Triebturbinen strömt.

Triebturbinenstufe

Gasturbine Triebstufe

Gasturbine Triebstufe

Die Triebturbinen setzen den in der Brennkammer erzeugten Verbrennungsdruck in mechanische Arbeit um. Der Verbrennungsdruck strömt über die Turbinenräder zur rechts ersichtlichen Abgasöffnung dabei werden die Trieb-Turbinenräder beschleunigt. Die  Trieb-Turbinenräder wiederum sind mechanisch gekoppelt mit der Verdichterstufe die stets verdichtete Frischluft in den Brennraum schaufelt.

Es sind die Gasturbinen, als absolute Allesfresser, wieder einst Thema für diverse Fahrzeugstudien. Insbesondere die Idee mobil mittels Gasturbinen, Batterien von Elektrofahrzeugen aufzuladen, inspiriert manch Autobauer. Eine wunderschöne Studie, die meines Wissens, letztlich doch noch von der eher Wirkungsgradsuboptimalen Gasturbinenidee abrückte, entwickelte Jaguar mit dem C-X75.

Links zum Thema
Die Turbinenseite schlechthin C-Turbines
Mein Blogartikel zur Turbinenvorführung Die Tollkühnen Männer der Gasturbinen