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Antriebsarten für Flugzeuge und Hubschrauber

Beschreibung:

Die Allison 250, militärische Bezeichnung Allison T63, ist eine Wellenturbine der amerikanischen Allison Engine Company für den Einsatz in Flugzeugen und Hubschraubern. Nach der Übernahme von Allison durch Rolls-Royce wird die Turbine heute als Rolls-Royce 250 bezeichnet.

Es handelt sich um ein Zweiwellentriebwerk, das ab 1958 aufgrund einer militärischen Anforderung von Allison entwickelt und gebaut wurde. Der Erstflug einer Turbine fand im Januar 1961 in einer Bell UH-13R statt. Sie wurde ab 1965 in der Hughes OH-6A in Serie eingesetzt, zunächst mit einer Leistung von 317 PS. Der Verdichter bestand bis zur Variante C30 aus einer Kombination von Axial- und Radial-Turbine, ab der Variante C30 kommt nur noch eine radiale Verdichterstufe zum Einsatz.

Das Triebwerk ist wirtschaftlich sehr erfolgreich. Bis heute wurden über 29.000 Einheiten verkauft.

Ab 1979 wurde die Turbine in der Variante 250-C20B auch in Deutschland bei der MTU für die militärische Variante der Bölkow Bo 105 gefertigt.

Die Turbine wird heute noch (Stand: 2006) hergestellt. Aktuelles Modell sind die Varianten Rolls-Royce 250 C40 und C47, die über ein FADEC verfügen und etwa bei der Bell 430 verwendet werden.

Technische Daten des Triebwerks Allison 250 C20B

• Triebwerksleistung: 298 kW
• Gewicht: 70 kg
• Länge: 1036 mm
• Dürchmesser: 485 mm
• Drehzahlen:
• Krafstoffverbrauch: ca. 85 kg/h

Das Hauptgetriebe (FS 110) der BO 105:

FS = Flugsondergetriebe, 110 = 2 x 55 kpm Eingangsleistung

Funktion:

• Leistungsübertragung von Triebwerk auf Hauptrotor / Heckrotor und Nebenaggregate
• Reduzierung der Drehzahl für die einzelnen Antriebe
• Aufnahme und Weiterleitung der Rotorkräfte /-momente

Technische Daten:

• Eingangsleistung: 2 x 313 KW
• I Eingangsdrehzahl: 6.016/min
• Drehzahl Rotormast: 425/min
• Gewicht: 154,3 kg
• Schmierölmenge: 13,25 Liter
• Öldruck: 4 bar
• Öltemperatur: 60°C
• Abmessungen: Durchmesser 775 mm x 1.310 mm
• Übersetzung zum Hauptrotor: 14,155 : 1
• Übersetzung zum Heckrotor: 2,449 : 1

Aufbau / Funktionsweise:

1. Getriebeoberteil > Gehäuse

• Planetenträger mit 5 Planetenrädern
• Rotormast
• Getriebeflansch
• Stützrohr
• Taumelscheibe

2. Getriebemittelteil > Gehäuse

• Heckrotorabtrieb: 2.456/min
• Aggregatabtrieb: 4.216/min
• Lüftergetriebe (Übersetzung von 4.216/min auf 8.432/min)

3. Getriebeunterteil > Gehäuse

• 2 Kegelradwellen mit Freiläufern: 6.016/min
• 2 Zwischenwellen mit Kegelrädern + Ritzel: 3.953/min
• Sammelwelle mit Sammelrad + Sonnenrad: 1.661 /min

Der Hauptrotorkopf der Bo 105

Funktion:

• nimmt die vier Hauptrotorblätter auf
• überträgt die Drehbewegungen des Rotormastes auf die Blätter
• nimmt die an den Rotorblättern entstehenden Kräfte auf und leitet sie weiter
• ermöglicht eine Verstellung des Einstellwinkels der Blätter

Technische Daten:

• Drehzahl: 425/min
• Gewicht: 84 kg
• Durchmesser: 935 mm
• Höhe: 300 mm
• Schmierölfüllung: 1,8 Liter

Aufbau / Funktionsweise:

• Der Rotorstern ist vierarmig und aus Titan gefertigt. Er ist innen hohl und wird mit 12 Titanstiftschrauben auf dem Flansch des Rotormastes befestigt.
• Die Innenhülse ist das drehende Element zwischen Stern und Blatt und ermöglicht die Einstellung des Blattwinkels.
• Die Außennüsse leiten die Fliehkraft an die Bendixknochen weiter.
• Die Bendixknochen übertragen die Fliehkräfte von der Außennuss auf die Vierfachnuss.
• Die Heißöse ist auf den Zentralbolzen aufgeschraubt. Mit ihrer Hilfe kann der Rotorkopf angehoben werden.
• Der Zentralbolzen hat die Aufgabe, den gesamten Mittelteil zu zentrieren.

Beschreibung Allison T63 / Allison 250:

Gasfluss

Die Luft wird in den vorne angebrachten Kompressor verdichtet und dann mittels zweier Druckleitung zu der ganz hinten angebrachten einzelnen Brennkammer geführt. Das Gas wird dort umgelenkt, bevor es in die Brennkammer eintritt. Von der Brennkammer wird es in die Turbine geleitet und nach dem durchströmen seitlich ausgelassen. Zwischen Turbine und Kompressor befindet sich das Getriebe.

Kompressor

Der Kompressor besteht aus 6 axialen Verdichterstufen und einer radialen Stufe, die sich in einem geteilten Edelstahlgehäuse befinden. Der Kompressor verfügt über insgesamt 5 Zapfluftabgänge

Getriebe

Das Getriebe ist das zentrale Teil der Turbine. In ihm sind alle Turbinenwellen gelagert. Es beherbergt das Untersetzungsgetriebe für den Leistungsabgang, die meisten Komponenten der Schmierung, und ein Verteilergetriebe für die Hilfsantriebe. Das Getriebegehäuse ist aus Magnesium gefertigt.

Turbine

Die Turbine besteht aus einer 2 Stufen für den Kompressorantrieb und 2-Stufen für die Leistungsabgabe. Die beiden Turbinenteile sind nicht miteinander verbunden.

Schmierung

Die Schmierung wird durch eine Trockensumpfschmierung sichergestellt. Ölvorratsbehälter und Ölkühler befinden sich außerhalb des Turbinengehäuses. Der Ölpumpenantrieb wird von der Gasturbinenwelle angetrieben. Die Lager werden durch eine Sprühölschmierung versorgt. Ausnahme bilden die Lager der Abgangswelle, die mit eine Ölnebelschmierung besitzen. Die Ölpumpe ist eine Zahnradölpumpe mit einer Druckpumpe und vier Rückförderpumpen.

Der Öldruck wird durch ein Regelventil auf 9 bar begrenzt. Der Hauptstromölfilter besitzt ein Bypassventil. Es befinden sich vier Siebe im Ölkreislauf und zwei Sensoren die auf metallische Späne reagieren dienen als Warnelement.