ISBN 9783843925211

978-3-8439-2521-1, Reihe Luftfahrt

Marcus Schrade
Untersuchungen zum Einfluss des Strahlverschleißes auf Hochdruckverdichterschaufeln von Turboflugtriebwerken

125 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Erosive Partikel in der Umgebungsluft, die in ein Turboflugtriebwerk eingesaugt werden, bewirken eine Veränderung von Bauteilmerkmalen aufgrund des Alterungsmechanismus Strahlverschleiß. Bei axialen Hochdruckverdichterschaufeln führt dieser zu einer zeitabhängigen Änderung der Schaufelform. Insbesondere die Formänderung der Schaufelvorderkante und die damit einhergehende Verkürzung der Sehnenlänge führen zu einer signifikanten Leistungsverschlechterung des Hochdruckverdichters. Dadurch erhöhen sich bei einer konstanten Schubanforderung sowohl der spezifische Kraftstoffverbrauch als auch die Instandhaltungsbedürftigkeit des Gesamttriebwerks.

Zur Untersuchung der zeitabhängigen Formänderung bei Verdichter-spezifischen Randbedingungen wird daher in dieser Arbeit eine systematische, robuste und in sich geschlossene Methodik entwickelt. Dazu wird ein numerisches Modell erstellt, welches die Formänderung von Profilen aufgrund von Strahlverschleiß berechnet. Das Verfahren benötigt als Eingabeparameter Verschleißraten. Weiterhin werden zur Kalibrierung und Validierung des Berechnungsverfahrens experimentelle Daten der Formänderung von Prüfkörpern benötigt. Dazu wird ein Versuchsstand aufgebaut, der in der Lage ist die geforderten experimentell gewonnenen Daten bei Verdichter-spezifischen Randbedingungen replizierbar zu erzeugen. Der Nachweis der Methodik findet am Beispiel des duktilen Werkstoffs EN AW-6060 statt.