Intensive Forschung und Entwicklung haben im Bereich der Antriebstechnik für Flugzeugmodelle zu Strahltriebwerken mit 76 bis 127 mm Durchmesser und Gewichten von 0,9 bis 2,3 kg geführt, die zwischen 5,4 und 20,4 kp Schub entwickeln können und dank Zusatz von Getrieben auch für Propellermaschinen und Helikopter eingesetzt werden können. Da kleinere Turbinen auch niedrigere Reynolds-Zahlen bedeuten, müssen Modellbau-Turbinen mit bis zu fünffach höheren Umdrehungen laufen (bis 175000 U/min), wobei die Hybrid-Kugellager (Keramikkugellager mit nichtrostendem Stahl) durch geringe Mengen Kraftstoff (Flugzeugbenzin oder Kerosin mit 3 bis 5 % Turbinenöl) geschmiert werden. Die Vorzündung erfolgt durch Gasmotore (Propan, Butan), die die Turbine auf die für das Anspringen benötigte Drehzahl und Temperatur bringen. Die Zündung des Kraftstoffs erfolgt in Modell-Turbinenantrieben mittels Glühkerzen. Elektronische Kraftstoffeinspritzregelung, Kontrolle der Abgastemperatur (500 bis 700 Grad C), Drehzahl, Einspritzdüsenposition, Status der Kraftstoffpumpe und Motorbetriebsparameter werden elektronisch überwacht und geregelt. Die Modellflugzeuge werden oftmals mit Betriebsdatenaufzeichnungsgeräten ausgerüstet, die Auskunft über Flugverhalten und Betriebskenngrößen geben. Der Kraftstoffverbrauch liegt je nach Größe zwischen 198 g/min (5,4 kp Schub) und 340 g/min (bis 13,6 kp Schub), die Höchstgeschwindigkeit wird in den USA durch die Academy of Model Aeronautics auf 322 km/h begrenzt. Aus Sicherheitsgründen ist ebenfalls die Turbinenhöchstleistung auf 20,4 kp Schub begrenzt, und bei Unterbrechung der Funkfernsteuerungsverbindung über mehr als 2 Sekunden Dauer werden die Triebwerke automatisch abgeschaltet. Die Weiterentwicklung der Modellflugzeugtriebwerke erfolgt außer durch kommerzielle Modellbaufirmen auch durch versierte Hobbybastler: derzeit befinden sich Bläsertriebwerke, schwenkbare Turbinen für senkrechte Starts und Landungen sowie besonders kleine Strahltriebwerke mit 184 g Gewicht und 1,8 kp Schub oder Strahltriebwerke mit mehrstufigen Verdichtern in der Erprobung. Auch die Rüstungsindustrie fördert die Entwicklung von Kleinsttriebwerken (Turbinendurchmesser 10 bis 4 mm), die teilweise als Ersatz für Batterien zur Erzeugung elektrischer Leistung eingesetzt werden. In Großbritannien wurde im Rahmen einer Spendenkampagne zur Bekämpfung der Parkinson-Krankheit eine Rollstuhl mit Turbinenantrieb ausgerüstet, der damit eine Höchstgeschwindigkeit von fast 100 km/h erreichte.
Tom-Thumb turbines power radio-controlled jets
Miniatur-Turbinen in ferngesteuerten Modellflugzeugen
Machine Design ; 76 , 21 ; 76-80
2004
3 Seiten, 5 Bilder
Article (Journal)
English
Strahltriebwerk , verkleinerter Maßstab , Schubkraft , Inconel , Kaplan-Turbine , Propellerturbinentriebwerk , Reynolds-Zahl , Turbinendynamik , Drehzahlbereich , Anlasser (Starter) , Zündanlage , Kraftstoffeinspritzung , Abgastemperatur , elektronische Steuerung und Regelung , Kraftstoffverbrauch , Höchstgeschwindigkeit , Funkfernsteuerung , Anflug , Bläsertriebwerk , mehrstufiger Verdichter , Krankenfahrstuhl
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