Luftschraube

Organ zur Vortriebs-(Schub-)erzeugung bei Luftfahrzeugen; sie setzt die Wellenleistung der KTW oder PTL in Vortriebsleistung um. Man unterscheidet: Zug- und Druck-Luftschraube, starre und verstellbare Luftschrauben, 2- und mehrflügelige Luftschraube. Das von einer Luftschraube aufgenommene Drehmoment wächst quadratisch mit der Drehzahl, die aufgenommene Leistung mit der dritten Potenz.
Der Wirkungsgrad einer Luftschraube ist das Verhältnis von äußerer Leistung (Schub X Geschwindigkeit) und Wellenleistung (Drehmoment x Winkelgeschwindigkeit). Der Wirkungsgrad einer Luftschraube ist drehzahl- und geschwindigkeitsabhängig und erreicht max. etwa 85%. Große Luftschrauben erreichen bei etwa 5 m Durchmesser eine Leistungsaufnahme von ca. 4500 kW bei etwa 1000 U/min und ein Masse-Leistungs-Verhältnis von etwa 0,15 kg/kW.
Luftschrauben sind mit Rücksicht auf den Wirkungsgrad bis zu ca. 700 km/h Fluggeschwindigkeit wirtschaftlich anwendbar.

Luftschrauben kleiner Sportflugzeuge sind starre 2-Blatt-Luftschrauben in Holzausführung. Luftschrauben großer PTL- Flugzeuge sind automatische 4-Blatt- Verstelluftschrauben in Metallausführung mit einer Vielzahl von Zusatzausrüstungen, z.B. Konstantdrehzahlregler, Segelstellungsautomatik, Enteisungsanlage, Einrichtung für Schubumkehr, Drehmomenten- und Schubmeßeinrichtung. Blattverstellung (Änderung des Einstellwinkels des Profils des Luftschraubenblatts) durch Fliehkraft und elektrische, hydraulische oder pneumatische Hilfsenergie.

Tu-114 vor einer An-22

Bes. Einstellwinkel: Anlassen — kleinster Widerstand in Drehrichtung, Start - größte Schuberzeugung; Reiseflug — größter Wirkungsgrad; Triebwerksausfall — geringster Widerstand in Flugrichtung, Segelstellung; Bremsschub — negativer Einstellwinkel.

Wirkungsweise: Der Schub der Luftschraube ergibt sich nach dem Impulssatz aus dem Produkt der je Zeiteinheit geförderten Luftmasse m und der Geschwindigkeitsdifferenz der ab- und zuströmenden Luft δ v bzw. aus den an den Blättern der Luftschraube angreifenden aerodynamischen Kräften, je nach Richtung und Größe der resultierenden Anströmgeschwindigkeit. Der Standschub großer Verstellschrauben beträgt etwa 1,5 daN/kW.

Der Einsatz des Luftschrauben-Antriebs für Flugzeuge ist durch den stark fallenden Wirkungsgrad bei hohen Unterschallgeschwindigkeiten begrenzt, da sich die Schraubenblätter bereits lange vor Erreichen der Schallgeschwindigkeit mit dem Flugzeug in einer örtlichen Überschallströmung bewegen. Durch bes. Blattkonstruktion konnten mit Luftschraubenantrieb (durch Verwendung von PTL) zwar hohe Unterschallgeschwindigkeiten erreicht werden (z.B. Tu-114), jedoch wurden in den letzten Jahren die Strahlantriebe so vervollkommnet, daß sie den Schraubenantrieb im mittleren und hohen Unterschallbereich immer mehr verdrängen.

Schnellstes propellergetriebenes Flugzeug

Das 1961 in Dienst gestellte, von vier Turboprop-Triebwerken angetriebene, sowjetische Verkehrsflugzeug Tupolew Tu-114 ist mit 871 km/h das schnellste propellergetriebene Flugzeug. Es war eine Weiterentwicklung des strategischen Bombers Tupolew Tu-95.
Das schnellste, mit einem Kolbenmotor betriebene Propellerflugzeug ist die Grumman F8F-2 Bearcat. Im Jahr 1989 wurde eine Geschwindigkeit von 850 km/h erreicht.

Größter Propeller

Für die Linke Hofmann R.II, den Prototyp eines Langstreckenbomber der deutschen Fliegertruppe im Ersten Weltkrieg, wurde ein von vier Motoren angetriebener Propeller mit einem Durchmesser von 6,90 m verwendet.

Siehe auch

Propeller