ISBN 9783843946902

978-3-8439-4690-2, Reihe Luftfahrt

Felix Döring
Modellierung der zeitlich fortschreitenden Leistungsverschlechterung von Triebwerksverdichtern aufgrund der Ablagerung von Partikeln

135 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2021), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Atmosphärische Luft ist stets durch Partikel verunreinigt. Turboflugtriebwerken dient diese Luft als Arbeitsmedium. Durch Ablagerung der Partikel nimmt die aerodynamische Güte der Turbomaschinenbeschaufelung mit zunehmender Betriebsdauer ab. Die betroffene Turbomaschine und folglich die gesamte Gasturbine erfahren eine zeitlich fortschreitende Leistungsverschlechterung.

Die Entwicklung einer Methodik zur Modellierung der zeitlich fortschreitenden Leistungsverschlechterung von Triebwerksverdichtern aufgrund der Ablagerung von Partikeln ist Gegenstand dieser Arbeit. Hierzu wird ein geeignetes Berechnungsmodell formuliert, welches das Problem mit einer handhabbaren Anzahl an Parametern beschreibt. Mit Hilfe eines Experiments werden die unbekannten Modellparameter bestimmt. Die Übertragbarkeit der experimentellen Ergebnisse auf ausgeführte Maschinen ist gegeben. Die Eignung der Methodik wird durch exemplarische Anwendung des Berechnungsmodells auf einen ausgeführten zehnstufigen Hochdruckverdichter unter repräsentativen Betriebsbedingungen nachgewiesen.

Die Methodik legt damit den Grundstein für die Weiterentwicklung zustandsbasierter Instandhaltungsstrategien für Turboflugtriebwerke. Sind Daten über die Flugmissionen und die Bedingungen an den Flughäfen bekannt, ist eine Modellierung der Leistungsverschlechterung aufgrund von Ablagerung zum Zwecke der Nachrechnung oder Vorhersage möglich.