Unterschied zwischen Gasturbinenmotor und Hubkolbenmotor (Kolbenmotor)

Gasturbinenmotor gegen Hubkolbenmotor (Kolbenmotor)
 

Wie alle anderen Maschinen benötigt das Flugzeug eine Energiequelle, um insbesondere den Schub zu erzeugen, der erforderlich ist, um das Flugzeug vorwärts zu bewegen. In den ersten Versuchen wurden Hubkolbenmotoren für Benzinflug eingesetzt.

Der weltweit erste schwerere als luftgetriebene Flug wurde mit dem Wright Flyer I durchgeführt. Er wurde mit einem wassergekühlten 4-Zylinder-Kolbenmotor angetrieben, der maximal 12 PS leistete. Bis zum Zweiten Weltkrieg wurde jedes Flugzeug mit Hubkolbenmotoren angetrieben.

In den letzten Stadien des Zweiten Weltkriegs benutzten die Deutschen das Jet-Triebwerk, um Flugzeuge anzutreiben, und bald folgten weitere Länder. Obwohl das Konzept und das Design bereits seit den 1930er Jahren entwickelt wurden, erfolgte die erfolgreiche Implementierung des Strahltriebwerks erst nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs.

Aufgrund ihrer Vielzahl von Vorteilen gegenüber Hubkolbenmotoren haben sich das Strahltriebwerk und seine Varianten inzwischen zur vorherrschenden Kraftwerksform für Flugzeuge entwickelt.

Mehr zum Hubkolbenmotor (Kolbenmotor)

Ein Hubkolbenmotor, auch Kolbenmotor genannt, ist eine Maschine mit Hubkolben, die die Wärmeenergie eines Verbrennungsprozesses in mechanische Arbeit umwandelt, beispielsweise in Wellenarbeit. Der in den Flugzeugen verwendete Hauptmotortyp basiert auf der Verbrennung fossiler Brennstoffe und wird Verbrennungsmotoren genannt.

Die Mechanik des Motors besteht darin, eine mit einem Kolbenzylindermechanismus verbundene Welle zu bewegen, indem im Zylinder ein hoher Druck erzeugt wird. Abhängig von der Art und Weise, wie Zylinder um die Welle herum angeordnet sind, werden sie in die Kategorien Straight (vertikal), Rotation, Radial, V-Typ und horizontal gegenüberliegende Kategorien unterteilt.

Die oben genannten Triebwerkstypen arbeiten im Otto-Zyklus und wurden Anfang der 20er Jahre in den meisten Flugzeugen eingesetzt^th Jahrhundert. Normalerweise werden sie verwendet, um einen Propeller anzutreiben, der den Schub erzeugt. Jedes Flugzeug, das mit Kolbentriebwerken betrieben wird, hat relativ niedrige Höchstgeschwindigkeiten, und die von den Triebwerken erzeugte Leistung ist vergleichsweise geringer als die von Düsentriebwerken. Der Grund ist, dass das Leistungsgewicht der Kolbenmotoren sehr niedrig ist, und wenn mehr Leistung erforderlich ist, muss die Motorgröße erhöht werden, und dies erhöht das Gesamtgewicht des Flugzeugs, was für Flugzeuge nicht wünschenswert ist. Die Konstruktion und Herstellung der Kolbenmotoren ist weniger komplex und erfordert weniger Wartung und die Kosten für die Kolbenmotoren sind ebenfalls niedrig.

Mehr zum Gasturbinentriebwerk

Gasturbinenmotor oder einfach eine Gasturbine ist ein Verbrennungsmotor, der Gase wie Luft als Arbeitsfluid verwendet. Der thermodynamische Aspekt des Betriebs der Gasturbine wird idealerweise durch den Brayton-Zyklus modelliert. Gasturbinentriebwerke arbeiten auf der Grundlage rotierender Komponenten und haben daher ein Arbeitsfluid, das kontinuierlich entweder radial oder axial durch den Motor fließt. Sie sind die zugrunde liegende Hauptkomponente des Strahltriebwerks.

Die Hauptkomponenten des Gasturbinentriebwerks sind der Verdichter, die Verbrennungskammer und die Turbine sowie manchmal eine Düse. Sie arbeiten, indem sie das Arbeitsfluid in verschiedene thermodynamische Zustände bringen und die Arbeit der Welle oder den Schub am Auslass herausziehen. Wenn der vom Abgas erzeugte Schub verwendet wird, wird dies als Turbostrahltriebwerk bezeichnet. Wenn die Turbine einen Teil der Arbeit absaugt und einen Lüfter antreibt, spricht man von einem Turbofan-Motor. Der Motortyp, der fast die gesamte Arbeit als Wellenarbeit der Turbine extrahiert, wird als Turbowellenmotor bezeichnet. Wenn ein Propeller von der Welle angetrieben wird, spricht man von einem Turboprop-Motor.

Es gibt viele Varianten der Gasturbinen, die für spezifische Aufgaben ausgelegt sind. Sie werden gegenüber anderen Motoren (hauptsächlich Hubkolbenmotoren) aufgrund ihres hohen Leistungsgewichtes, geringerer Vibrationen, hoher Betriebsgeschwindigkeiten und Zuverlässigkeit bevorzugt.

Was ist der Unterschied zwischen Gasturbine und Hubkolbenmotor (Kolbenmotor)?

• Kolbenmotoren verfügen über hin- und herbewegliche Mechanismen (hin und her), während Gasturbinenmotoren über Drehmechanismen verfügen.

• Beide verwenden Luft als Arbeitsfluid, die Strömung in Gasturbinen ist jedoch kontinuierlich, während Hubkolbenmotoren eine intermittierende Strömung haben.

• Das Leistungsgewicht der Gasturbinentriebwerke ist viel höher als das der Hubkolbenmotoren.

• Gasturbinen sind in Design und Fertigung hoch entwickelt, während Hubkolbenmotoren einfacher konstruiert und einfacher herzustellen sind.

• Die Wartung der Hubkolbenmotoren ist einfacher und muss häufig durchgeführt werden, während die Wartung der Gasturbinentriebwerke komplex ist, die Inspektion und Wartung jedoch in längeren Abständen erfolgt.

• Gasturbinentriebwerke oder deren Varianten sind teuer, während Hubkolbenmotoren relativ kostengünstig sind.

• Gasturbinentriebwerke treiben große und leistungsstarke Flugzeuge an, wie z. B. militärische Düsenjäger oder Verkehrsflugzeuge, Kolbenmotoren werden jedoch in kleineren Flugzeugen und Kurzstreckenflugzeugen eingesetzt.