Zeitabhängiger Einfluss einer transsonischen Hochdruckturbine auf ein nachfolgendes Leitgitter

Kurzfassung

Das zeitabhängige Strömungsfeld am Übergang von Hochdruck- zu Niederdruckturbinen in Flugtriebwerken wird detailliert beschrieben. Anhand von validierten numerischen Simulationen wird speziell auf zeitabhängige Interaktionen zwischen diesen Triebwerkskomponenten eingegangen. Ausgehend von einer Beschreibung der Strömungsphysik am Übergang von der Hochdruck- zur Niederdruckturbine werden Empfehlungen für eine Verbesserung bestehender Auslegungsverfahren vorgestellt. Insbesondere für Verdichtungsstöße , die aus Hochdruckturbinen in Niederdruckturbinen laufen wird ein Verfahren beschrieben, mit dem der Einfluss dieser Verdichtungsstöße auf das Eintrittsleitgitter der Niederdruckturbine um bis zu 50% reduziert werden kann. Sekundärströmungsinteraktionen und die daraus resultierenden Druckfluktuationen an den Kanalseitenwänden sind beschrieben. Dem Maschinenentwickler wird durch diese Arbeit ein Leitfaden zur optimalen Gestaltung des Übergangs von Hochdruck- zu Niederdruckturbinen an die Hand gegeben.