- Rolls-Royce Allison 250
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Bei MTU gefertigte Allison 250-C20BDie Allison 250, militärische Bezeichnung Allison T63, ist ein Wellenleistungstriebwerk der amerikanischen Allison Engine Company, das als militärische Entwicklung ab etwa 1965 in erster Linie für den Einsatz in militärischen Hubschraubern vorgesehen wurde. Ab etwa 1967 fand es Eingang in den zivilen Hubschraubermarkt. Später wurde eine Abwandlung als Propellerturbine für den Einsatz in Flugzeugen entwickelt. Nach der Übernahme von Allison im Jahre 1995 durch Rolls-Royce wird das Triebwerk 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. Überraschend ähnlich sieht der russische Entwurf Isotow GTD-350 aus, der etwa fünf Jahre später fertiggestellt wurde.
Der Erstflug des Triebwerks 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 axialen und radialen Verdichterstufen. Das Triebwerk ist wirtschaftlich sehr erfolgreich. Bis heute wurden über 29.000 Einheiten verkauft. Ab 1979 wurde das Triebwerk in der Variante 250-C20B auch in Deutschland bei der MTU für die militärische Variante der Bölkow Bo 105 unter eigener militärischer Zulassung gefertigt. Das Triebwerk wird noch heute (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.
Das Triebwerk in seiner Turboprop-Variante findet aktuell Verwendung im Britten-Norman BN-2T Turboprop (ein Britten-Norman BN-2 Islander mit Turboprops an Stelle von Kolbenmotoren), und dessen militärischen Version, dem Britten-Norman BN-2T Defender.
Inhaltsverzeichnis
Beschreibung Allison T63
Bezeichnung
Das Triebwerk Allison 250 wurde anfänglich als militärisches Gerät entwickelt und wurde damals der Bezeichnungssystematik der US-Streitkräfte zufolge als T63 bezeichnet. Im danach folgenden zivilen Leben erhielt es die Bezeichnung „Allison 250“.
Modularer Aufbau
Das Triebwerk ist modular aufgebaut und besteht aus den vier Hauptbestandteilen:
- Verdichter
- Brennkammer
- Getriebe
- Turbine
Für diese vier Module sind jeweils eigene Lebensdauergrenzwerte definiert; sie können im Rahmen von Wartungsmaßnahmen je nach Erfordernis durch den Kunden getauscht werden. Das heißt, wenn ein Modul schadhaft ist, braucht nicht mehr das gesamte Triebwerk zur Instandsetzung eingeschickt zu werden.
Gasfluss
Die Luft wird im vorne angebrachten Kompressor verdichtet und dann mittels zweier Druckleitungen seitlich am Getriebe und dem Turbinenmodul vorbei zur hinten angebrachten einzelnen Brennkammer geführt. Die komprimierte Luft wird dort in Richtung Turbine um 180 Grad umgelenkt, bevor sie in die Brennkammer eintritt. In der Brennkammer wird durch eine einzelne, zentral angeordnete Düse Kraftstoff eingespritzt. Durch eine einzelne seitlich versetzte Zündkerze wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch entzündet. Von der Brennkammer gelangt das Gas in die Turbine. Nachdem das Gas den Turbinenabschnitt durchströmt hat, werden die Abgase v-förmig nach oben ausgestoßen. Zwischen Turbinenabschnitt und Verdichter befindet sich das Getriebe, das das zentrale tragende Element des Triebwerks darstellt. An diesem sitzen auch die Flansche für die Aufnahme des Triebwerks in der Luftfahrzeugzelle.
Kompressor
Bis zum Baumuster Allison 250-C20B besteht der Verdichter aus sechs axialen Verdichterstufen sowie einer radialen Stufe. Die axialen Verdichterstufen sind von einem axial geteilten Edelstahlgehäuse umgeben, das zur optimalen Herstellung des Verdichterspitzenspiels mit einer speziellen Kunstoffauskleidung versehen ist. Die axialen Rotorstufen stellen eine frühe Form des „Blisk“ dar, d. h. es handelt sich um Laufscheiben mit integraler Beschaufelung, die in einem besonderen Feingussverfahren hergestellt wurden. Die einzelnen Scheiben werden mit Hilfe eines axialen Spannbolzens zusammengehalten. Bei späteren Baumustern wurde auf die axialen Verdichterstufen verzichtet. Der Kompressor verfügt über insgesamt fünf Zapfluftabgänge. Am Verdichtereintrittsgehäuse befindet sich eine mit warmer Verdichterzapfluft betriebene Vereisungsschutzanlage. Die dafür benötigte Heißluft wird nach dem Radialverdichter abgezapft. Bei Axialverdichterstufe fünf und sechs befindet sich das sogenannte Verdichterabblasventil. Dieses Ventil regelt die Luftmenge stufenlos in Abhängigkeit vom Betriebszustand (Teillast bzw. Vollast), um den Verdichter bei bestimmten Betriebszuständen zu entlasten.
Getriebe
Das Getriebe ist das zentrale Teil des Triebwerks. In ihm sind beide Triebwerkswellen konzentrisch gelagert. Es beherbergt das Untersetzungsgetriebe für die Leistungsentnahme, die meisten Komponenten der Schmierung sowie ein Verteilergetriebe für die Hilfsantriebe. Das Getriebegehäuse ist aus Magnesium gefertigt. Beim C20 bzw. C20B ist auf ihm auch der elektrische Starter-Generator und die Kraftstoffregelanlage (bei Modellen der Bundeswehr mechanisch-pneumatisch gesteuert) installiert. Für das Triebwerk Allison 250 wurden Kraftstoffregelungsanlagen verschiedener Hersteller angeboten, z. B. sind für die Baumuster C20 und C20B Anlagen der Hersteller BENDIX (mechanisch-pneumatisch)und CECO (hydromechanisch) im Einsatz.
Turbine
Das Turbinenmodul enthält zwei getrennte Abschnitte: Die zweistufige Gaserzeugerturbine und die zweistufige Arbeits- oder Leistungsturbine. Die Wellenzüge dieser beiden Abschnitte sind konzentrisch ineinander gelagert und mechanisch nicht miteinander verbunden. Das expandierende Gas durchströmt zuerst den Gaserzeugerabschitt und danach die Arbeitsturbine, in der die Wellenleistung erzeugt wird (sogenannte Zwei-Wellen-Auslegung).
Schmierung
Die Schmierung wird durch eine Trockensumpfschmierung sichergestellt. Ölvorratsbehälter und Ölkühler befinden sich außerhalb des Turbinengehäuses und zählen zum Installationsumfang der jeweiligen Luftfahrzeugzelle. Die aus dem mittleren Turbinenölsumpf austretende Rückölmenge wird in einem außen liegenden, zum Triebwerk gehörigen Rückölbehälter gesammelt. Der Ölpumpenantrieb erfolgt von der Gaserzeugerwelle aus. Die Lager werden durch eine Sprühölschmierung versorgt. Eine Ausnahme bilden die Lager der Hauptabtriebswelle, die 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; zwei Sensoren, die auf metallische Späne reagieren, dienen als Spänewarngeber.
Die Ölpumpen und der Ölfilter befindet sich innerhalb des Getriebmoduls, von dem mittels Ölleitungen auch die Hauptlager etc. versorgt werden.
Technische Daten
Triebwerk Gewicht in kg Luftdurchsatz in kg/s Verdichtungsverhältnis Startleistung (WPS) Dauerleistung (WPS) Höhe in mm Breite in mm Länge in mm C20B/F/J 73 1,230 6,2:1 420 317 571 483 986 C20R 78 1,733 7,9:1 450 380 589 528 986 B17D 90 1,624 7,2:1 420 370 B17F 93 1,733 7,9:1 450 380 C30M 113 2,54 8,6:1 650 540 638 555 1041 C30S 114 2,54 8,6:1 650 501 638 555 1041 C30P 114 2,54 8,6:1 650 501 638 555 1041 C40B 127 2,77 9,2:1 715 613 638 555 1040 C47B/M 124 2,77 9,2:1 650 600 638 555 1040 Produktionszahlen (31. Dezember 2005)
Verwendung Anzahl Flugstunden 1.Serie B7/B15G Flugzeug 95 248.900 C10/T63-A-3/5 Hubschrauber 2515 6.430.400 C18/T63-A-700 Hubschrauber 3895 19.855.700 2. Serie B17/B17F (alle) Flugzeug 1196 6.231.700 C20/T63-A-720 (alle) Hubschrauber 15.313 110.981.200 C20R (alle) Hubschrauber 927 4.307.200 3. Serie C28 (alle) Hubschrauber 869 7.511.300 4. Serie C30 (alle) Hubschrauber 3170 15.788.800 C40 Hubschrauber 273 523.100 C47 (alle) Hubschrauber 793 1.579.300Weblink
Liste der Flugzeugtriebwerke des Herstellers Rolls-RoyceHubkolben-Flugmotoren (Reciprocating Aircraft Engines)
Hawk | Eagle | Falcon | Condor | Kestrel | Buzzard | R | Griffon | Goshawk | Exe | Peregrine | Vulture | Merlin | Crecy | Pennine | Eagle 22
Turbinenluftstrahltriebwerke / TL-Triebwerke (Turbojet)
Welland | Derwent | Nene | Avon | Olympus | Tay (RB.44) | Soar (RB.82) | Thames RB.106 | RB.108 |
Zweistromtriebwerke / ZTL-Triebwerke (Turbofan)
Conway (RB.80) | RB.162 | Spey (RB.163) | Pegasus (BE.53) | RB.168 | RB.178 | Tay (RB.183) | Turbo-Union RB199 | Trent (RB.203) | Adour | RB.211 | RB.401 | BR700 | AE 3007 | F136
Propellerturbinentriebwerke / PTL-Triebwerke (Turboprop)
Trent (RB.50) | Clyde (RB.39) | Dart (RB.53) | Tyne (RB.109) | 501-D (T56) | AE 2100
Wellenturbinentriebwerke / WTL-Triebwerke (Turboshaft)
Gnome | Gem (BS.360/RS.360) | 250 (T63) | T406 (AE 1107C-Liberty) | MTR390 | RTM322 | RR300
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